通过氧等离子体处理实现电荷中性的 MoS2 场效应晶体管
介观与纳米尺度物理
2016-11-22 v1
摘要
光刻制造的 MoS2 场效应晶体管存在若干关键缺陷，包括低亚阈值摆幅、大的开启栅极电压 (VT) 以及显著的器件间差异。VT 的大幅值和差异性源于不洁净的界面、底层衬底中的俘获电荷以及机械剥离过程中产生的硫空位。在本研究中，我们展示了一种简单可靠的氧等离子体处理方法，可减轻由表面缺陷位点（如 S 空位）和表面污染引起的非故意掺杂效应。这种等离子体处理恢复了 MoS2 的电荷中性，并将阈值开启电压向 0V 偏移。在所测量的 8 个器件中，所有器件的 FET 开启电压平均值从 -18.7V 偏移至 -0.9V。氧等离子体处理钝化了这些缺陷，从而减少了表面散射，提高了迁移率并改善了亚阈值摆幅。对于具有低迁移率（约 0.01cm²/V·s）的原始器件，我们观察到暴露于氧等离子体后迁移率最高提升了 190 倍。这种氧等离子体处理最重要的方面或许是它减小了器件间的差异性，这是实现这些器件任何实际应用的关键因素。
引用
@article{arxiv.1607.07500,
title = {Charge Neutral MoS2 Field Effect Transistors Through Oxygen Plasma Treatment},
author = {Rohan Dhall and Zhen Li and Ewa Kosmowska and Stephen B. Cronin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.07500},
year = {2016}
}