ULTIMOS 2

Ultimate Scaling and Performance Potential of MoS2 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors

Ansprechpartner

PD Dr. Frank Schwierz
Fachgebiet Mikro- und nanoelektronische Systeme

Telefon: +49 3677 69-3120
e-mail: frank.schwierz@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: SCH 729/26-1

beteiligte Fachgebiete: Mikro- und nanoelektronische Systeme

Laufzeit: 01.11.2019 - 30.04.2021

Projektinformation

Christian Ziebold
Transferkennlinien von 2D MoS2 nanosheet FETs (Gatelänge 1 and 10 nm), simuliert mit dem quantenmechanischen Simulator ViDES. Gezeigt sind die Drainstrome (volle Linien) und zusätzlich für den 1-nm Transistor die thermionische (gestrichelt) und die Tunnel-komponente (Strich-Punkt) des Drainstroms.

Seit einigen Jahren werden zweidimensionale (2D) Materialien jenseits von Graphen, insbesondere  2D Übergangsmetall-Dichalkogenide mit MoS2 als prominentestem Vertreter , hinsichtlich ihrer Eignung für elektronische Anwendungen intensiv erforscht. Allerdings befindet sich die MoS2-Technologie noch in einem frühen Studium und das Potenzial von MoS2-Feldeffekttransistoren (FETs) ist noch unklar. Diese Situation liefert die Motivation fü das Projekt ULTIMOS2, das auf die Herstellung, Theorie und Simulation von ultimativ skalierten MoS2-FETs gerichtet ist. Drei Projektpartner mit anerkannter umd sich perfekt ergänzender Expertise auf den Gebieten Technologie und Theorie von 2D-Transistoren werden intensiv zu MoS2-FETs forschen und die folgenden Aufgaben  bearbeiten: (i) Untersuchung des Skalierungsverhaltens von MoS2-FETs durch experimentelle und theoretische Studien, (ii) Demonstration von MoS2-FETs mit sub -10nm Gate-Länge, (iii) Kritische Beurteilung des Potenzials ultimativ skalierter MoS2-FETs, (iv)  Erforschung des Potenzials von p-Typ MoS2 FETs. Im Projekt werden moderne technologische  Ausrüstungen und Verfahren genutzt und in Kombination mit umfangreichen Arbeiten zur Bauelementetheorie und -simulation zu einer deutlichen Verbesserung des Kenntnisstands zur Physik, zu den Grenzen der Skalierbarkeit und zur Leistungsfähigkeit von MoS2-FETs führen. Komplette Prozessflüsse zur Realisierung ultimativ skalierter MoS2-FETs mit Modulen zur Abscheidung von MoS2, und von Gate-Dielektrika  und sowie zur Formierung ohmscher Kontakte werden etabliert. Die damit gefertigten Teststrukturen und Bauelemente werden einer umfassenden Analyse und Charakterisierung unterzogen, deren Resultate wiederum zur Bewertung der theoretischen Ergebnisse genutzt werden.