Verbundprojekt: 2D-MoS2-basierten MOSFET Teilvorhaben: Entwicklung 2D-MoS2-basierter MOSFETs

Zweidimensionale Materialien (2DM) sind eine neue Materialklasse, die ein großes Potenzial für die heterogene Integration in moderne Elektronik aufweisen. Durch die Nutzung der einzigartigen Eigenschaften von 2DM wie hohe Ladungsträgermobilität und Abstimmbarkeit können Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) den wachsenden Anforderungen der zukünftigen IT gerecht werden. Im Forschungsprojekt soll der Effekt verschiedener dielektrischer Materialien auf die elektrischen Eigenschaften von MOSFETs mit zweidimensionalem (2D) Molybdändisulfid (MoS2) untersucht werden. Im Zentrum steht die Leistungsfähigkeit der Bauelemente, die Ladungsträgermobilität und die Grenzflächeneigenschaften zwischen Kanal und Gate-Dielektrikum. Die Deposition des Dielektrikums wird optimiert, um elektrische Eigenschaften wie Schwellspannung und Leckstrom zu optimieren. 2D-MOSFETs haben aufgrund der großen Bandlücke ein großes Potenzial zur Reduzierung des Energieverbrauchs in Computern, erfordern möglicherweise weniger Energie bei der Herstellung und können zu einem verringerten Rohstoffeinsatz führen. Dieses Projekt trägt zur Weiterentwicklung fortschrittlicher Technologien bei und stärkt die Fähigkeiten der europäischen Chip-Industrie. Dies steht im Einklang mit dem European Chips Act, der ebendiese Fähigkeiten und die europäische Technologiesouveränität stärken soll. Indem Nachhaltigkeit und Minimierung der Umweltauswirkungen von elektronischen Geräten einbezogen werden, zahlt das Projekt auf die Ziele des European Green Deal ein. Der deutsche Partner RWTH Aachen bringt Expertise bei Entwurf, Herstellung und Verkapselung von MoS2-MOSFETs ein. Der ukrainische Partner LISP kümmert sich um die detaillierte Charakterisierung der Gate-Dielektrika und Defekte, der Dielektrikum/2DM-Grenzflächen und der Ladungsträgermobilität im 2DM. Zusätzlich werden die Auswirkungen einer Niedertemperatur-RF-Plasma-Behandlung auf die dielektrische Ladungsstabilität untersucht.