(纯计算)中科院半导体所骆军委团队Nat. Commun.: 自钝化减弱金属-半导体接触中的费米能级钉扎效应

背景：随着硅CMOS技术持续微缩，接触电阻成为晶体管性能的主要瓶颈，而强烈的费米能级钉扎效应限制了接触电阻的降低。同时，硅沟道迁移率下降推动了对锗等高迁移率材料的研究。研究目的：探究金属-半导体界面中费米能级钉扎效应的微观机制，特别是悬挂键和自钝化的作用，以寻找减轻钉扎效应的方法。结论：通过第一性原理计算发现，悬挂键诱导的表面态对费米能级钉扎有重要影响。锗倾向于保持理想非重构键合构型，而硅易形成重构构型，但硅的自钝化效应减少了界面间隙态，使金属-硅接触的钉扎效应弱于金属-锗接触。完全钝化悬挂键可进一步提升钉扎因子，这有助于降低接触电阻，推动先进半导体技术的发展。