編號(hào)：CYYJ043380
篇名：WS2場(chǎng)效應(yīng)晶體管的表面電子摻雜
作者：李海鷗 馮天旸 劉興鵬
關(guān)鍵詞： 二硫化鎢 HIGH-K 三乙胺 背柵晶體管 電學(xué)性能
機(jī)構(gòu)： 桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院
摘要： 二硫化鎢(WS2)屬于過渡金屬硫族化合物(TMDs)材料,具有較寬的可調(diào)帶隙(1.3~2.1 e V),缺陷密度相對(duì)較低,且有超高的表面積比,可通過外界摻雜或相變處理來改善載流子傳輸性能,在低功耗場(chǎng)效應(yīng)晶體管和超靈敏光電探測(cè)器等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。采用微機(jī)械剝離的方法將多層WS2薄膜轉(zhuǎn)移到氧化鉿(HfO2)介質(zhì)層上,制備出具有高柵控、低功耗的WS2背柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管,通過注入三乙胺(TEA)實(shí)現(xiàn)WS2薄膜的表面電子摻雜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,修飾后的多層WS2薄膜的面內(nèi)振動(dòng)模式有輕微位移,拉曼特征峰強(qiáng)度變?nèi)?證明三乙胺溶液能有效增加WS2薄膜內(nèi)的電子濃度;薄膜與金屬電極之間的歐姆接觸良好,器件的電子遷移率由10.87 cm2·V-1·s-1提升到24.89 cm2·V-1·s-1,室溫下的電流開關(guān)比保持在106,亞閾值擺幅為190.11 m V/dec。結(jié)合理論分析TEA對(duì)WS2原子薄層的摻雜機(jī)理,TEA通過表面電荷轉(zhuǎn)移的方式來增加WS2半導(dǎo)體內(nèi)的電子濃度,完成WS2背柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的n型摻雜。器件較高的電流開關(guān)比及電子遷移率的提升證明了TEA的表面修飾能有效調(diào)控多層WS2晶體管器件的電子傳輸特性。
