高性能WSe2器件中的原子级可控可调掺杂
应用物理
2020-07-07 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
二维过渡金属硫族化合物场效应晶体管因其优异的输运特性和终极器件缩放的潜力，是未来电子应用的有希望的候选者。然而，人们普遍认为，与接触-TMD界面相关的高接触电阻在很大程度上阻碍了器件性能。已有研究发现，O2等离子体处理可以将WSe2转化为WO3-x，并通过强掺杂诱导的更薄耗尽层宽度显著改善p型WSe2器件的接触电阻。在本文中，我们仔细研究了这种转化的温度依赖性，展示了在室温下具有精确单层控制的氧化过程以及在高温下的多层转化。此外，HR-STEM揭示的接触下WSe2的横向氧化导致了金属费米能级的潜在去钉扎和肖特基势垒降低，从而降低了接触电阻。p型掺杂效应归因于在剩余WSe2沟道顶部形成的WO3-x层的高电子亲和力，并且发现掺杂水平取决于由温度控制的WO3-x厚度。本文展示了全面的材料和电学表征，报告了约528 ohm-um的低接触电阻和在-1V偏压下创纪录的320 uA/um的高导通态电流。
引用
@article{arxiv.1910.08619,
title = {Atomically Controlled Tunable Doping in High Performance WSe2 Devices},
author = {Chin-Sheng Pang and Terry Y. T. Hung and Ava Khosravi and Rafik Addou and Qingxiao Wang and Moon J. Kim and Robert M. Wallace and Zhihong Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.08619},
year = {2020}
}
备注
23 pages, 5 figures, 1 table