近日，四川师范大学物理与电子工程学院硕士研究生刘航和导师王茂副研究员，在国际知名学术期刊《Acta Materialia》（中科院1区Top期刊）上发表了题为“Achieving ultralow contact resistivity in Si via Te hyperdoping and millisecond post-metallization annealing”的研究论文。该论文以四川师范大学为第一单位，刘航与中科院光电所周云霞博士为第一作者，王茂副研究员与德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心Shengqiang Zhou研究员为通讯作者。

在集成电路产业和微纳光电子信息产业的快速发展背景下，硅基晶体管、半导体探测器、硅基传感器等核心器件在尺度缩放革命（Scaling evolution）中面临重大挑战。同时，新型光电器件在尺寸和维度的革新中，也需要保持功能性（functionality）的创新和提升。随着集成度的提高和互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）器件的微纳化趋势，金属-半导体（M-S）界面的极低接触电阻成为制约CMOS器件微纳化和性能提升的关键问题。作者团队通过深能级硫族元素超掺杂硅和毫秒级金属化后退火技术，成功调控了M-S界面，实现了极低接触电阻，有效克服了肖特基势垒。他们结合离子注入、纳秒级脉冲激光退火（PLM）以及毫秒级闪光灯退火（FLA）技术，成功制备了Au/Ti/Te-hyperdoped Si（超掺杂硅）结，实现了10−9 Ω∙cm2量级的极低接触电阻。这项研究为Si基CMOS技术的关键挑战提供了创新性的解决方案，并为未来高载流子密度和超低接触电阻的小型化纳米电子器件的发展提供了新的方法。该研究成果已于2024年8月在Acta Materialia 278, 120269 (2024)上发表。

图1. 通过硫族元素超掺杂和毫秒级金属化后退火实现超低接触电阻率

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2024.120269

【编辑：物电学院】