高性能解决方案加工的无形---锡氧化物薄膜晶体管
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
概括
高性能无形氧化物半导体薄膜使高效的薄膜晶体管 (TFT) 成为可能. 优化的-锡-氧化物 (ZITO) 组合物实现了高电子流动性和低偏离电流,这对于先进的电子来说至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态电子 固态电子
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 无形氧化物半导体 (AOS) 是下一代电子产品的前景.
- 解决方案加工的AOS提供了具有成本效益的制造方法.
- 在AOS薄膜晶体管 (TFT) 中实现高性能需要仔细控制组合和微观结构.
研究的目的:
- 开发用于TFT的高性能溶液加工无形氧化物半导体薄膜.
- 为了研究-锡-氧化物 (ZITO) 化合物的结构-性质关系.
- 为了优化ZITO TFTs使用有机自组装的纳米电介门绝缘体.
主要方法:
- 制造无形的--氧化物 (a-ZITO) 薄膜从2-甲氧乙醇/乙醇胺溶液.
- 系统地研究ZITO组合物 (Zn(9-2x) In(x) Sn(x) O(9+1.5x) 和 ZnIn(8-x) Sn(x) O(13+0.5x)) 的微观结构和电子特性.
- 使用a-ZITO薄膜和有机自组装纳米电压或SiO(2) 门绝缘体的TFT的制造和表征.
主要成果:
- 优化的a-ZnIn(4)Sn(4)O(15) 薄膜实现了高场效电子流动性 (~90 cm(2) V(-1) s(-1),最大104 cm(2) V(-1) s(-1)) 与高开/关电流比 (~10(5) 和低工作电压 (<2 V).
- 最少的Zn2+) 加入和In3+) /Sn4+) 混合导致了密集的结构,减少了陷位置,以及产生载体的氧气空缺,抑制了外流.
- 与有机纳米驱电器相比,使用SiO(2) 门绝缘体的TFT显示出显著较低的电子流动性 (~11 cm(2) V(-1) s(-1)) 和较差的下值波动 (~9.5 V/dec).
结论:
- 溶液处理的a-ZITO具有优化的组成和有机纳米电驱使高性能TFT.
- 通过In{3+) /Sn{4+) 混合的结构密集化是实现优良电子性能的关键.
- 门绝缘体的选择极大地影响了TFT的性能,强调了ZITO有机自组装纳米电介质的优势.
