高k HfLaO栅介质MoS2晶体管的性能研究

作者：邹霁玥; 汪礼胜

来源：微电子学, 2020, 50(04): 564-568.

DOI：10.13911/j.cnki.1004-3365.200004

• 多层二硫化钼
• 氧化镧铪
• 场效应晶体管
• 高k栅介质

比较研究了HfO2与HfLaO栅介质多层MoS2场效应晶体管。实验结果表明,与HfO2栅介质MoS2晶体管相比,HfLaO栅介质MoS2晶体管表现出更优的电性能。电流开关比高达1×108,亚阈斜率低至76 mV/dec,界面态密度低至1.1×1012 cm-2·eV-1,载流子场效应迁移率高达1×109 cm2·V-1·s-1。性能改善的原因在于镧(La)对HfO2的掺杂形成HfLaO化合物,减小栅介质薄膜的表面粗糙度,降低缺陷电荷密度,改善了栅介质/沟道界面特性,从而减小了界面态密度,抑制了库仑散射和界面粗糙散射。最终,提高了多层MoS2晶体管的场效应迁移率,改善了晶体管的亚阈特性。

• 单位
  武汉理工大学