研究目的
研究寄生电容对背栅二维半导体负电容场效应晶体管(NC-FETs)静态和动态电学特性的影响。
研究成果
该研究通过解析漏极电流模型,系统性地探究了寄生电容对背栅二维NC-FETs静态与动态电学特性的影响。研究发现,寄生电容虽会降低亚阈值摆幅,但会导致更大的动态迟滞效应,因此在实际器件应用中需权衡亚阈值摆幅与开关速度的关系。
研究不足
该研究聚焦于采用特定材料与结构的背栅二维NC-FET器件,其发现可能无法直接适用于其他类型NC-FET或材料。铁电层阻尼项导致的动态迟滞效应在实际直流测量过程中并未消除。
1:实验设计与方法选择:
本研究提出了一个适用于背栅二维(2D)NC-FET的统一解析漏极电流模型,可用于静态和动态模拟,并根据实验数据进行了校准。
2:样本选择与数据来源:
制备了两种具有不同MoS2厚度的背栅MoS2 NC-FET。
3:实验设备与材料清单:
栅极堆叠包括重掺杂Si作为栅电极、20 nm Hf0.5Zr0.5O2(HZO)作为铁电电容器,以及2 nm Al2O3作为覆盖层和电容匹配层。
4:5Zr5O2(HZO)作为铁电电容器,以及2 nm Al2O3作为覆盖层和电容匹配层。
实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:基于该模型系统研究了寄生电容对静态和动态电学特性的影响。
5:数据分析方法:
研究包括从实验极化-电场(P-E)曲线中提取朗道系数,并将模拟结果与实验测量值进行比较。
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