基于集成黑磷与 MoS2 晶体管的对称互补逻辑反相器
介观与纳米尺度物理
2016-02-23 v2
摘要
本文报道了一种具有良好匹配的输入/输出电压的集成二维互补金属-氧化物-半导体反相器的工作情况。该电路结合了少层 MoS2 n-MOSFET 和黑磷 (BP) p-MOSFET，二者采用共同的局部背栅电极和薄 (20 nm) HfO2 栅介质制成。组成器件的线性阈值电压分别为 -0.8 V 和 +0.8 V，MoS2 n-MOSFET 和 BP p-MOSFET 的峰值跨导分别为 16 uS/um 和 41 uS/um。在电源电压 VDD = 2.5 V 下，该反相器显示出 3.5 的电压增益，在 VIN = 0 (VIN = 2.5 V) 时的峰值开关电流为 108 uA，关态电流为 8.4 uA (2.4 uA)。此外，当 VDD > 0.5 V 时反相器电压增益大于 1，当 VDD > 1 V 时具有开环蝶形曲线，并在 VDD = 2.5 V 时实现了超过 500 mV 的静态噪声容限。研究发现电压增益在 270 K 至 340 K 之间对温度不敏感，并且在高达 100 kHz 的频率下演示了交流大信号和小信号工作。这种在适合驱动后续逻辑级的对称电压窗口下工作的二维互补反相器的演示，是开发基于二维材料的器件实际应用的重要一步。
引用
@article{arxiv.1508.05413,
title = {Symmetric Complementary Logic Inverter Using Integrated Black Phosphorus and MoS2 Transistors},
author = {Yang Su and Chaitanya U. Kshirsagar and Matthew C. Robbins and Nazila Haratipour and Steven J. Koester},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.05413},
year = {2016}
}