ALD-SiO2栅介质薄膜晶体管研究
发表时间:2016-04-28 阅读次数:47次

       非晶In-Ga-Zn-O (a-IGZO) 具有良好的电学均匀性、高场效应迁移率、可见光透明性以及低加工温度等优点,因此基于a-IGZO沟道的薄膜晶体管在柔性和透明电子器件领域具有非常好的应用前景,并倍受关注。然而,近些年文献所报道的a-IGZO薄膜晶体管的场效应迁移率均没有超过15 cm2 V-1s-1,似乎很难获得高迁移率a-IGZO薄膜晶体管。实验室新器件创新团队采用原子层淀积(ALD)的SiO2薄膜作为a-IGZO薄膜晶体管的栅介质,在不经过任何后退火处理,即可获得优异的器件性能,并且远远优越于PECVD-SiO2栅介质的器件。譬如,场效应电子迁移率高达63.6 cm2 V-1s-1, 阈值电压仅为-0.1V,亚阈值摆幅为0.14 V/decade,开关电流比达到108。这是由于采用ALD-SiO2栅介质可以降低界面陷阱密度,减小IGZO/SiO2界面处的粗糙散射,尤其是在IGZO沟道溅射沉积过程中ALD-SiO2栅介质中的-OH基团对沟道中的氧空位具有很强的钝化作用。采用ALD-SiO2栅介质的薄膜晶体管在-15V的偏压应力下也表现出很好的稳定性,即60分钟后阈值电压偏移仅为-0.03V。总之,该ALD-SiO2栅介质薄膜晶体管在柔性电子领域可望有很好的应用前景。该成果“High-Performance Unannealed a-InGaZnO TFT With an Atomic-Layer-Deposited SiO2 Insulator”发表在IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS上。

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