具有ZrO2和h-BN栅极介质的MoS2晶体管的总电离剂量响应

摘要： 研究了具有ZrO2或h-BN栅介质的少层MoS2晶体管在不同偏置条件下的总电离剂量响应。MoS2及其周围介质层中的缺陷显著影响辐射诱导的陷阱效应。对于ZrO2介质器件，在负偏压和地偏压下辐照时观察到的阈值电压负向漂移和峰值跨导退化程度远大于正偏压情况。h-BN器件在负偏压辐照时呈现阈值电压正向漂移。对于ZrO2和h-BN钝化器件，峰值跨导退化源于MoS2表面或附近氧化物中的电荷俘获。通过温度相关的低频噪声测量表征了X射线辐照过程中MoS2场效应晶体管缺陷能态分布的变化。采用密度泛函理论计算揭示了相关缺陷的本质。