研究前沿：芯片，二维半导体-MoS₂纳米带晶体管 | Nature Nanotechnology

本文围绕二维半导体纳米带晶体管的研究前沿展开，背景是晶体管架构从平面MOSFET演进至环绕栅GAA纳米片，硅基GAA晶体管预计可继续微缩约十年，但在厚度减至3纳米以下时电学性能可能退化。研究目的在于探索单层二维半导体（如过渡金属二硫族化物）在纳米尺度下的电荷传输行为，解决边缘效应影响及高性能纳米带器件的可制造挑战。结论方面，斯坦福大学团队开发了一种自上而下的多重图案化制造工艺，成功制备了沟道长度和宽度低至25-30纳米的单层TMDC纳米带晶体管。该工艺通过“锚定”接触设计防止纳米带剥离，结合低剂量电子束光刻与低残留光刻胶最小化边缘损伤，并集成薄层高κ栅介质。最终，n型MoS₂纳米带晶体管实现了创纪录的高开态电流密度（560 μA μm⁻¹），WS₂达420 μA μm⁻¹，p型WSe₂达130 μA μm⁻¹，首次在如此窄的宽度下达到与微米宽器件相当的电学性能，为未来环绕栅晶体管架构提供了关键纳米级沟道构建单元。