高性能溶液加工型無形亜鉛・インジウム・亜鉛酸化物薄膜トランジスタ
Myung-Gil Kim1, Hyun Sung Kim, Young-Geun Ha
1Department of Chemistry and the Materials Research Center, Northwestern University, 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, USA.
Journal of the American Chemical Society
|July 29, 2010
まとめ
高性能の無形酸化物半導体フィルムは,効率的な薄膜トランジスタ (TFT) を可能にします. 最適化された亜鉛-亜鉛-インジウム酸化物 (ZITO) 組成は,高度な電子機器に不可欠な高い電子移動性と低オフ電流を達成します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ソリッドステート電子
- 半導体物理学 半導体物理学
背景:
- アモルフ酸化物半導体 (AOS) は次世代電子機器に期待を寄せている.
- ソリューション加工されたAOSは,費用対効果の高い製造方法を提供します.
- AOS薄膜トランジスタ (TFT) で高性能を達成するには,組成と微細構造を慎重に制御する必要があります.
研究 の 目的:
- TFT用の高性能の溶液加工型無形酸化物半導体フィルムを開発する.
- 亜鉛・亜鉛・インジウム酸化物 (ZITO) 組成物の構造-特性関係を調査する.
- ZITO TFTを最適化するために,有機自組立ナノダイエレクトリックゲート断熱器を使用します.
主な方法:
- 2-メトキシエタノール/エタノラミン溶液から無形亜鉛・インジウム・亜鉛酸化物 (a-ZITO) フィルムの製造.
- ZITOの組成物 (Zn{9-2x}In{x}Sn{x}O{9+1.5x}とZnIn{8-x}Sn{x}O{13+0.5x}) の微細構造および電子特性に対する体系的な調査.
- a-ZITOフィルムと有機自己組み立てナノダイエレクトリックまたはSiO(2) ゲート・アイソレーターを使用してTFTの製造と特徴付け.
主要な成果:
- 最適化されたa-ZnIn(4)Sn(4)O(15) フィルムは,高いオン/オフ電流比 (~10(5) と低い動作電圧 (<2 V) とともに,高いフィールド効果電子移動率 (~90 cm(2) V(-1) s(-1),最大104 cm(2) V(-1) s(-1) を達成した.
- 最低限のZn2+) 組み込みとIn3+) /Sn4+) 混合により,密度の高い構造,罠の場所の減少,酸素の空白が生み出し,オフ電流を抑制しました.
- SiO(2) ゲート隔離器を使用したTFTは,有機ナノダイエレクトリックを使用したTFTと比較して,著しく低い電子移動性 (~11cm(2) V(-1) s(-1)) と劣ったサブスリーフスイング (~9.5V/dec) を示しました.
結論:
- 溶液で処理されたa-ZITOは,最適化された組成と有機ナノダイエレクトリックにより,高性能のTFTを可能にします.
- In(3+) /Sn(4+) 混合による構造的濃縮は,優れた電子特性を得るための鍵です.
- ゲート断熱器の選択は,TFTの性能に重大な影響を及ぼし,ZITOの有機自己組み立てナノダイエレクトリックの利点を強調しています.
