Nature: 半金属和单层半导体之间的超低接触电阻

第一作者：Pin-Chun Shen, Cong Su, Yuxuan Lin, Ang-Sheng Chou

通讯作者：Pin-Chun Shen, Lain-Jong Li，Jing Kong

通讯单位： 麻省理工学院(MIT)，台湾积体电路制造公司(TSMC)

先进的超越硅电子技术既需要通道材料，也需要发现超低电阻接触。原子薄的二维半导体具有实现高性能电子器件的巨大潜力。但是，到目前为止，由于金属引起的间隙态(MIGS)，金属-半导体界面处的能垒(从根本上导致高接触电阻和较差的电流传输能力)限制了二维半导体晶体管。最近， 麻省理工学院(MIT)Pin-Chun Shen和Jing Kong，台湾积体电路制造公司(TSMC)Lain-Jong Li 等人 在国际知名期刊 “Nature” 发表题为 “Ultralow contact resistance between semimetal and monolayer semiconductors” 的研究论文。他们报道了半金属铋与半导体单层过渡金属硫化合物(TMDs)之间的欧姆接触，其中MIGS被充分抑制，TMD中的简并态与铋接触形成。通过这种方法，他们在单层MoS2上实现了零肖特基势垒高度，接触电阻为123欧姆微米，通态电流密度为1135微安/微米。就他们所知，这两个值分别是尚未记录的最低和最高值。他们还证明了可以在包括MoS2、WS2和WSe2在内的各种单层半导体上形成出色的欧姆接触。他们报道的接触电阻是对二维半导体的实质性改进，并接近量子极限。这项技术揭示了与最新的三维半导体相媲美的高性能单层晶体管的潜力，从而可以进一步缩小器件尺寸并扩展摩尔定律。

图1：半金属-半导体接触的间隙态饱和的概念

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03472-9

意思就是要用欧姆表去直接测量.欧姆表就是自身产生一个弱电流,去测量探针两端的电压,然后和自身的体电阻比较,最后给出电阻值.但是这对于半导体是不准确的,半导体电阻无法用两根探针测量的主要原因是:1．接触电阻的影响严重。探针与半导体接触产生一定厚度的耗尽层，耗尽层是高阻的,另外探针和半导体之间不像与金属之间一样很好的接触,还会产生一个额外的电阻,称为扩展电阻，两者都是接触电阻，通常都很大.半导体的实际电阻相对于它们越小,测量结果就越不准确.2．存在少子电注入.专用方法：四探针法,两根探针输入测量电流,另外两根探针测量电压分布.要是懂电流计,电压计和电阻计的原理,就能更明白了.

---