MoS2场效应晶体管中的非对称接触缩放与测量
材料科学
2022-09-27 v2 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
二维(2D)材料因其原子级薄的特性能够抵御短沟道效应从而具备更好的可扩展性，在未来电子学中有巨大潜力。器件缩放是通过减小所有器件尺寸以在特定芯片面积内实现更高器件密度的过程。对于基于二维材料的晶体管，必须同时研究沟道与接触的可扩展性。二维材料的沟道可扩展性已被充分研究，证实了其抵御短沟道效应的能力。然而，关于接触可扩展性的系统研究仍然稀少，且当前对二维FET中接触缩放的理解不一致且过于简化。在此，我们结合物理缩放接触与非对称接触测量来研究二维场效应晶体管(FETs)中的接触缩放行为。非对称接触测量在使用完全相同沟道的同时直接比较不同接触长度下的电子注入，消除了沟道间的差异。与具有长接触长度的器件相比，具有短接触长度（缩放接触）的器件表现出更大变异、在高漏源电压下更小的漏电流，以及更高的提前饱和与负微分电阻出现几率。量子输运模拟表明Ni-MoS2接触的转移长度可短至5 nm。我们的结果表明源接触处的电荷注入不同于漏侧注入：缩放的源接触会限制漏电流，而缩放的漏接触则不会。此外，我们明确识别出转移长度依赖于金属-二维界面的质量。此处提出的非对称接触测量将促进对各种界面处接触缩放行为的进一步理解。
引用
@article{arxiv.2209.04144,
title = {Asymmetrical contact scaling and measurements in MoS2 FETs},
author = {Zhihui Cheng and Jonathan Backman and Huairuo Zhang and Hattan Abuzaid and Guoqing Li and Yifei Yu and Linyou Cao and Albert V. Davydov and Mathieu Luisier and Curt A. Richter and Aaron D. Franklin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.04144},
year = {2022}
}