Des contacts cristallins cultivés réduisent la résistance des transistors

Dans les transistors dotés de canaux de 50 nm, le contact métallique peut être aussi important que le semi-conducteur situé en dessous. À l'Institut de physique technique de Shanghai, une équipe dirigée par Chu Junhao a fait croître des contacts métalliques monocristallins directement sur des semi-conducteurs bidimensionnels, atteignant des résistances de contact de seulement 36 Ω·μm dans des dispositifs de type n. Ces travaux ont été publiés dans Science le 27 août 2026.

Le procédé s'appelle Step-Eva. Au lieu de déposer le métal en continu, les chercheurs appliquent une dose à l'échelle atomique, puis attendent pendant une longue pause de stabilisation, en répétant le cycle. Cette pause permet aux atomes de diffuser à la surface et de fusionner en domaines ordonnés plus vastes, tout en limitant la nucléation désordonnée que peut produire l'évaporation classique. Le résultat est un film métallique présentant un ordre cristallin à longue portée et une interface plus propre avec le semi-conducteur.

L'équipe indique que l'approche fonctionne avec le bismuth, l'argent, l'indium, l'or et le palladium. Les contacts obtenus présentent un pincement fortement réduit du niveau de Fermi et des résistances de contact de seulement 36 Ω·μm pour les transistors de type n et 145 Ω·μm pour ceux de type p. Les dispositifs dotés de canaux réduits à 50 nm ont produit des courants à l'état passant supérieurs à 1,1 mA μm⁻¹.

Et concrètement ? Pour les chercheurs qui fabriquent des transistors 2D plus petits, Step-Eva offre un moyen de supprimer une partie de la résistance ajoutée par la connexion métallique, plutôt que de se concentrer uniquement sur l'amélioration du semi-conducteur. Cela pourrait aider les futurs dispositifs à préserver leur conduction électrique à mesure que leurs dimensions diminuent et favoriser une intégration plus dense, même si les résultats disponibles proviennent pour l'instant de dispositifs de laboratoire plutôt que d'un procédé de production ou d'une puce commerciale.

Les chercheurs font également état de rapports courant marche/arrêt supérieurs à 10¹⁰ pour les transistors de type n comme de type p, ainsi que d'une capacité de mise à l'échelle dimensionnelle, d'une conduction continue à des épaisseurs ultraminces et d'une stabilité thermique accrue. Ces propriétés font de ces contacts une possible base de matériaux pour des systèmes électroniques et optoélectroniques économes en énergie. Les chiffres annoncés restent ceux obtenus par l'équipe ; aucune ligne de production ni aucun produit déployé n'est signalé.