中國科學(xué)家制備出高速晶體管

　　近日，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心的科研人員首次制備出以肖特基結(jié)作為發(fā)射結(jié)的垂直結(jié)構(gòu)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，并將其截止頻率由兆赫茲(MHz)提升至吉赫茲(GHz)領(lǐng)域，未來將有望在太赫茲(THz)領(lǐng)域的高速器件中應(yīng)用。

　　近年來，石墨烯作為性能優(yōu)異的二維材料備受關(guān)注，人們提出將石墨烯作為基區(qū)材料制備晶體管，其原子級厚度將消除基區(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(zhì)量的低阻基區(qū)。

　　“目前已報道的石墨烯基區(qū)晶體管普遍采用隧穿發(fā)射結(jié)，然而隧穿發(fā)射結(jié)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?！痹撗芯繄F隊負責(zé)人表示。他們通過半導(dǎo)體薄膜和石墨烯轉(zhuǎn)移工藝，首次制備出以肖特基結(jié)作為發(fā)射結(jié)的垂直結(jié)構(gòu)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(jié)相比，硅—石墨烯肖特基結(jié)表現(xiàn)出目前*大的開態(tài)電流和*小的發(fā)射結(jié)電容，從而得到*短的發(fā)射結(jié)充電時間，使器件總延遲時間縮短了1000倍以上，器件的截止頻率由約1.0MHz提升至1.2GHz。

　　據(jù)悉，我國科研人員同時對器件的各種物理現(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(lǐng)域的潛力，這將極大提升石墨烯基區(qū)晶體管的性能，為未來*終實現(xiàn)超高速晶體管制備奠定基礎(chǔ)。