《探测硒化铟场效应晶体管中的垂直传导》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2020-02-17
  • 美国西北大学报告了其最近的研究,研究了硒化铟(InSe)垂直场效应晶体管的导电特性。通过阐明InSe中基本的垂直电荷传输机制,这为在垂直异质结构、光伏、光电探测器和相关垂直器件技术中采用InSe提供了指导。

    基于欧洲研究小组的最近发现在InSe系激子倾向于具有外的平面偶极子,这可能有助于将平面内光子耦合到波导结构和光纤中。

    InSe位于图案化的石墨烯上,顶部漏电极由铬/金(Cr / Au)组成,与InSe形成欧姆接触。InSe薄片在惰性氮气环境中处理,研究了大约14个样品,InSe厚度范围从9.5nm到43nm。在漏极正偏置的情况下,发现石墨烯/ InSe界面具有反向偏置的肖特基势垒,硅背栅调制电流流过势垒,该InSe系被认为是无意的n型导电行为。

    随着InSe厚度从9.5nm增加到43nm,最大/最小开/关电流(ION / IOFF)“开关”比增加了50倍。对于较厚的层,InSe开关比为?104,而可比较的黑磷器件的InSe开关比为?50,过渡金属二硫化钨二硒化钨(WSe2)的开关量大于106。

    将器件温度从295K降低到190K,使开关比增加了大约六倍。在较厚的InSe薄片中,电导率变化较大,这表明热电子发射行为更强,并穿过势垒上方。相比之下,具有更薄InSe层的器件显示出约100meV的相对恒定的肖特基势垒高度。相对于190K,较厚的InSe VFET在室温下提取的肖特基势垒高度大约增加了两倍。

    该分析使研究人员将190K时的离面有效质量定为自由电子的2.57倍。先前的回旋加速器共振和光吸收测量得出的整体InSe值分别为0.25x(20K)至34.3x(200K)。层状材料通常表现出有效质量和载流子迁移率(µ)的较大各向异性,这导致InSe VFET本质上具有较弱的面外传输能力(InSe的μ⊥/μ∥= 0.002)。

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