Impact of the channel length on molybdenum disulfide field effect transistors with hafnia-based high-<i>k</i> dielectric gate
Notice bibliographique
Résumé
Field effect transistors (FETs) using two-dimensional molybdenum disulfide (MoS2) as the channel material has been considered one of the most potential candidates for future complementary metal-oxide-semiconductor technology with low power consumption. However, the understanding of the correlation between the device performance and material properties, particularly for devices with scaling-down channel lengths, is still insufficient. We report in this paper back-gate FETs with chemical-vapor-deposition grown and transferred MoS2 and Zr doped HfO2 ((Hf,Zr)O2, HZO) high-k dielectric gates with channel lengths ranging from 10 to 30 µm with a step of 5 µm. It has been demonstrated that channels with the length to width ratio of 0.2 lead to the most superior performance of the FETs. The MoS2/HZO hybrid FETs show a stable threshold voltage of ∼1.5 V, current on/off ratio of >104, and field effect mobility in excess of 0.38 cm2 V−1 s−1. The impact of the channel lengths on FET performance is analyzed and discussed in depth. A hysteresis loop has been observed in the Ids − Vgs characteristics of the hybrid FETs, which has been further studied and attributed to the charge effect at the interfaces. The HZO films show a relatively weak ferroelectric orthorhombic phase and thus serve mainly as the high-k dielectric gate. Charge trapping in the HZO layer that might induce hysteresis has been discussed. Our results show that MoS2/HZO hybrid FETs possess great potential in future low power and high-speed integrated circuits, and future work will focus on further improvement of the transistor performances using ferroelectric HZO films and the study of devices with even shorter MoS2 channels.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».