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ナノスケールデバイス：量子限界に近づく二次元半導体接触
Nature 613, 7943 doi: 10.1038/s41586-022-05431-4
次世代エレクトロニクスの開発には、極めて低い接触抵抗を維持しながら、チャネル材料の厚さを二次元の限界までスケーリングする必要がある。遷移金属ジカルコゲニドは、トランジスターのスケーリングをロードマップの終わりまで維持できるが、数えきれない取り組みにもかかわらず、デバイス性能は依然として接触に制限されている。特に、接触抵抗は、固有のファンデルワールスギャップのために、共有結合した金属–半導体接合の抵抗より低くなっておらず、最良の接触技術は安定性の問題に直面している。今回我々は、強いファンデルワールス相互作用を通してエネルギーバンドを半金属アンチモン（0112）と混成させることによって、単層二硫化モリブデン（MoS2）の電気的接触を量子限界に近づけた。この接触は、42 Ω μmという低い接触抵抗と、125°Cで優れた安定性を示す。改善された接触によって、MoS2短チャネルトランジスターは、1 Vのドレインバイアス下で電流飽和を示し、そのオン電流は1.23 mA μm−1で、オン/オフ比は108を超え、固有遅延は74フェムト秒であった。こうした性能は、同等のシリコン相補型金属酸化膜半導体技術より優れており、2028年のロードマップ目標値を満たしている。さらに我々は、大面積デバイスアレイを作製し、接触抵抗、しきい値電圧、サブスレッショルドスイング、オン/オフ比、オン電流、トランスコンダクタンスの低いばらつきを実証した。優れた電気的性能、安定性、ばらつきから、アンチモン（0112）は、シリコンを超える遷移金属ジカルコゲニド系エレクトロニクスの有望な接触技術となる。
