到目前為止，創(chuàng)建具有短溝道長度的垂直器件仍然具有很高的挑戰(zhàn)性，這主要是由于高能金屬化工藝會對接觸區(qū)造成損壞。因此，確定突破短溝道垂直晶體管制造技術(shù)是實現(xiàn)這些器件大規(guī)模生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟。

　　中國湖南大學(xué)的研究人員宣布，使用一種低能量范德華金屬集成技術(shù)制造出了具有短溝道長度的二硫化鉬 (MoS₂) 垂直晶體管。發(fā)表在 Nature Electronics上的一篇論文中概述了這種技術(shù)，使用該技術(shù)能夠創(chuàng)建通道長度低至一個原子層的垂直晶體管。

　　研究人員在論文中寫道：“我們已經(jīng)證明可以使用低能范德華金屬集成技術(shù)來創(chuàng)建溝道長度低至一個原子層的二硫化鉬 (MoS₂) 垂直晶體管。該方法使用機械層壓并轉(zhuǎn)移到 MoS₂/石墨烯垂直異質(zhì)結(jié)構(gòu)頂部的預(yù)制金屬電極，導(dǎo)致垂直場效應(yīng)晶體管的開關(guān)比分別為26和103，溝道長度分別為0.65nm 和3.60nm。”

　　湖南大學(xué)的研究人員在一系列測試和實驗中評估了該垂直場效應(yīng)晶體管的性能，并且使用了掃描隧道顯微鏡技術(shù)，在低溫下收集了電測量值。利用掃描隧道顯微鏡和低溫電學(xué)測量結(jié)果，證明了電性能的改善是高質(zhì)量金屬-半導(dǎo)體界面的結(jié)果，這種界面具有最小化的直接隧道電流和費米能級釘扎效應(yīng)。

　　在初步評估中，基于 MoS₂的垂直晶體管取得了非常有希望的結(jié)果。與之前的具有短溝道長度的垂直器件相比，表現(xiàn)出明顯更好的電氣性能。

　　這組研究人員開發(fā)的新型垂直晶體管最終可以制造具有更短柵極長度的新型電子器件。該金屬集成技術(shù)也可以被其他團(tuán)隊用來創(chuàng)建具有不同溝道長度的類似垂直晶體管。

　　此外，最近論文中提出的集成方法還可以應(yīng)用于其他層狀材料，例如二硒化鎢和二硫化鎢，這將使其他亞3納米p型和n型垂直晶體管的制造成為可能。