新型二维浮栅晶体管器件引领存储技术革命

华中科技大学的翟天佑团队在二维高性能浮栅晶体管存储器方面取得了重要进展。他们研制出一种具有边缘接触特征的新型二维浮栅晶体管器件，其擦写速度和循环寿命等关键性能较现有商业闪存器件有所提升。相关研究成果近日发表于《自然-通讯》。

浮栅晶体管作为电荷存储器是当前大容量固态存储器的核心元器件。然而，目前商业闪存内硅基浮栅存储器件的擦写时间远低于计算单元CPU的数据处理速度，且循环耐久性约为10万次，无法满足频繁的数据交互需求。因此，需要发展一种可兼顾高速和高循环耐久性的存储技术。

二维材料具有原子级厚度和无悬挂键表面，可在器件集成时避免窄沟道效应和界面态钉扎等问题，是实现高密度集成、高性能闪存器件的理想材料。然而，之前的研究中，二维材料的数据擦写速度异常缓慢，很少有器件能够同时实现高速和高循环耐久性。

为了解决这一挑战，翟天佑团队研制出一种具有边缘接触特征的新型二维浮栅晶体管器件。通过对传统金属-半导体接触区域内的二硫化钼进行相转变，使其由半导体相向金属相转变，使器件内金属-半导体接触类型由传统的3D/2D面接触过渡为具有原子级锐利界面的2D/2D型边缘接触。实现了擦写速度在10纳秒至100纳秒、循环耐久性超过300万次的高性能。

通过对比传统面接触电极与新型边缘接触，该研究证明了优化制备二维浮栅存储器件内金属-半导体接触界面对改善擦写速度、循环寿命等关键性能的重要性。

这项研究为发展高性能、高密度大容量存储器件提供了新思路。