AlO$_x$ 掺杂单层 MoS$_2$ 中的高电流密度

Connor J. McClellan; Eilam Yalon; Kirby K. H. Smithe; Saurabh V. Suryavanshi; Eric Pop

doi:10.1021/acsnano.0c09078

AlO$_x$ 掺杂单层 MoS$_2$ 中的高电流密度

应用物理 2021-01-29 v1 介观与纳米尺度物理材料科学

作者: Connor J. McClellan , Eilam Yalon , Kirby K. H. Smithe , Saurabh V. Suryavanshi , Eric Pop

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摘要

半导体需要稳定掺杂以应用于晶体管、光电子和热电器件。然而，这对二维（2D）材料一直具有挑战性，现有方法要么与常规半导体工艺不兼容，要么引入随时间依赖的滞回行为。在此我们展示低温（< 200 $^\circ$ C）亚化学计量比 AlO $_x$ 为单层 MoS $_2$ 提供了稳定的 n 型掺杂层，且与电路集成兼容。该方法在化学气相沉积生长的单层 MoS $_2$ 晶体管中实现载流子密度 > 2x10 $^{13}$ 1/cm $^2$ 、方块电阻低至约 7 kOhm/sq、以及良好接触电阻约 480 Ohm.um。我们还在这一三原子厚半导体中达到近 700 uA/um（>110 MA/cm $^2$ ）的创纪录电流密度，同时保持晶体管开关电流比 > $10^6$ 。最大电流最终受自热限制，若器件散热更佳可超过 1 mA/um。凭借其 0.1 nA/um 的关态电流，此类掺杂 MoS $_2$ 器件已接近国际技术路线图所要求的若干低功耗晶体管指标。

关键词

单层 MoS$_2$ AlO$_x$ 掺杂高电流密度二维材料 n 型掺杂化学气相沉积低功耗晶体管

引用

@article{arxiv.2012.15350,
  title  = {High Current Density in Monolayer MoS$_2$ Doped by AlO$_x$},
  author = {Connor J. McClellan and Eilam Yalon and Kirby K. H. Smithe and Saurabh V. Suryavanshi and Eric Pop},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.15350},
  year   = {2021}
}

备注

To appear in ACS Nano (2021)

AlO$_x$ 掺杂单层 MoS$_2$ 中的高电流密度

摘要

关键词

引用

备注

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