中國科學家制備出高速晶體管

zui近，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心的科研人員首次制備出以肖特基結作為發(fā)射結的垂直結構晶體管“硅―石墨烯―鍺晶體管”。

  這種晶體管將石墨烯基區(qū)晶體管的延遲時間成功縮短了1000倍以上，并將其截至頻率由兆赫茲（MHz）提高至吉赫茲（GHz）領域，未來將有望在太赫茲（THz）領域的高速器件中應用。

  近年來，石墨烯作為性能優(yōu)秀的二維材料備受關注，人們提出將石墨烯作為基區(qū)材料制備晶體管，其原子級厚度將排除基區(qū)渡越時間的限制，同時其超高的載流子遷移率也有助于實現(xiàn)高質量的低阻基區(qū)。

  “當前已報道的石墨烯基區(qū)晶體管普遍應用隧穿發(fā)射結，但是隧穿發(fā)射結的勢壘高度嚴重限制了該晶體管作為高速電子器件的發(fā)展前景。”該研究隊伍負責人表示。他們通過半導體薄膜和石墨烯轉移工藝，首次制備出以肖特基結作為發(fā)射結的垂直結構的硅―石墨烯―鍺晶體管。

  該研究人員表示，與已報道的隧穿發(fā)射結相比，硅―石墨烯肖特基結表現(xiàn)出當前zui大的開態(tài)電流和zui小的發(fā)射結電容，因而獲得zui短的發(fā)射結充電時間，使器件總延遲時間縮短了1000倍以上，器件的截至頻率由約1.0MHz提高至1.2GHz.

  據(jù)了解，我國科研人員同時對器件的各類物理現(xiàn)象進行了分析，并基于實驗數(shù)據(jù)建模發(fā)現(xiàn)了該器件具有工作于太赫茲領域的潛力，這可有效提高石墨烯基區(qū)晶體管的性能，為未來zui終實現(xiàn)超高速晶體管制備奠定基礎