具有超高电流和载流子密度的高性能铁电场效应晶体管
应用物理
2024-06-05 v1
摘要
具有二维半导体沟道的铁电场效应晶体管是用于下一代存内计算的有前途的低功耗嵌入式非易失性存储器候选方案。然而，FeFET的性能可能受到铁电层与沟道之间电荷不平衡的限制，对于低维半导体，还受到金属电极与沟道之间高接触电阻的限制。在此，我们报告了采用二维MoS2沟道和铁电Al0.68Sc0.32N栅介质、通过接触工程优化的FeFET性能的显著提升。用In接触电极替代Ti使得FeFET的开态电流（1V时约120 μA/μm）和开关比（约2×10^7）提高了五倍。此外，开态时MoS2沟道中的高载流子浓度（>10^14 cm^-2）有助于观察单层MoS2中的金属-绝缘体相变，从而在低温下观察到高场效应迁移率（>100 cm^2V^-1s^-1）。我们的工作和器件拓宽了FeFET的潜力，并为在二维沟道中实现高载流子密度输运提供了一个独特的平台。
引用
@article{arxiv.2406.02008,
title = {High-Performance Ferroelectric Field-Effect Transistors with Ultra-High Current and Carrier Densities},
author = {Seunguk Song and Kwan-Ho Kim and Rachael Keneipp and Nicholas Trainor and Chen Chen and Jeffrey Zheng and Joan M. Redwing and Marija Drndić and Roy H. Olsson and Deep Jariwala},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.02008},
year = {2024}
}
备注
42 pages, 5 main figures