全二维异质结构隧穿场效应晶体管：能带排列与异质界面质量的影响
材料科学
2020-12-03 v1
摘要
范德瓦耳斯异质结构是隧穿场效应晶体管（TFETs）的理想材料平台，因为由于无悬键的理想异质界面，在室温（RT）下可实现以带间隧穿（BTBT）为主导的电流。然而，实现低于玻尔兹曼极限 60 mVdec-1 的亚阈值摆幅（SS）值仍具挑战性。在这项工作中，我们系统研究了 n-MoS2 沟道异质结构 TFETs 中的能带排列与异质界面质量。通过选取具有足够高掺杂水平的 p+-MoS2 源极，无论 MoS2 沟道层数多少，都实现了向 III 型能带排列的稳定栅极调制。对于栅堆叠的形成，发现沉积 Al2O3 作为顶栅会在反向偏压下引入产生电流的缺陷态，而集成 h-BN 顶栅提供了无缺陷的洁净界面，从而在 RT 下也能实现 BTBT 主导电流。将 III 型 n-MoS2/p+-MoS2 异质结构与 h-BN 顶栅绝缘体相结合所制备的全二维异质结构 TFETs，在 RT 下获得了低 SS 值。
引用
@article{arxiv.2012.01146,
title = {All 2D Heterostructure Tunnel Field Effect Transistors: Impact of Band Alignment and Heterointerface Quality},
author = {Keigo Nakamura and Naoka Nagamura and Keiji Ueno and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Kosuke Nagashio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.01146},
year = {2020}
}