通道形貌优化的外延石墨烯 FET 性能增强

本通讯报道了表面形貌对在 SiC 衬底上合成的外延石墨烯薄膜形成的石墨烯场效应晶体管（FET）的载流子传输和射频性能的影响。此类石墨烯表现出长台阶结构，宽度介于 3-5 {\mu}m 之间，台阶高度为$10\pm2$ nm。虽然在室温下单个石墨烯台阶域中在载流子密度为$1\times10^{12}$ cm$^{-2}$时获得了高于 3000 cm$^2$/Vs 的载流子迁移率，但台阶边缘可能导致约$21$ k{\Omega}{\cdot}{\mu}m 的斜台阶电阻。通过调整晶体管布局使整个沟道位于单个石墨烯台阶内，并降低与沟道未栅控部分相关的接触电阻，实现了截止频率高于 200 GHz 的石墨烯 FET，其沟道长度为 210 nm，这是迄今为止在外延石墨烯上报道的最高值。