基于栅极偏压调控MoSe2场效应晶体管中TCR的高灵敏度热传感器设计

Highly Sensitive Thermal Sensor Design Using a Gate-Bias-Controlled TCR in MoSe2 FET

Shubham Saxena · Sumit Sharma · Biswajit Khan · Nitish Kumar 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

电阻温度系数（TCR）是热传感器设计中的关键参数。本文研究了通过栅极电压调控层状半导体材料二硒化钼（MoSe2）的TCR可调性。利用原子力显微镜和拉曼光谱表征MoSe2薄片，其TCR值约为MoS2的两倍、金属薄膜的五倍（通常为0.5% K⁻¹）。在7 V栅压范围内，15 nm厚样品的TCR可提升至2.75% K⁻¹，调谐范围达两倍；65 nm样品的调谐范围更达4.5倍。器件TCR平均相对不确定度分别为3.8%（65 nm）和4.6%（15 nm），展现出优异的热敏性能。

解读: 该MoSe2场效应晶体管热传感技术对阳光电源功率电子产品具有重要应用价值。其2.75% K⁻¹的高TCR灵敏度和栅压可调特性，可应用于：1）SiC/GaN功率模块的精密温度监测，实现芯片级热管理优化；2）ST储能变流器和SG光伏逆变器的IGBT/MOSFET结温实时监控，提升过载保护精度；3）电动汽...