选择性化ALD-IGZO TFT具有极高的移动性和可靠性
Dong-Gyu Kim1, Hyuk Choi2, Yoon-Seo Kim1
1Division of Materials Science and Engineering, Hanyang University, 222, Wangsimni-ro, Seongdong-gu, Seoul 04763, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|June 23, 2023
概括
这项研究引入了一种使用氧化来增强无形氧化 (IGZO) 薄膜晶体管 (TFT) 稳定性的新型血增强原子层沉积 (PEALD) 方法,而不牺牲移动性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 薄膜电子产品 薄膜电子产品
背景情况:
- 无形氧化 (IGZO) 薄膜晶体管 (TFT) 对于显示技术至关重要.
- 在无形IGZO TFT中实现高流动性和运行稳定性仍然是一个重大挑战.
- 现有的方法通常涉及晶体管性能和可靠性之间的权衡.
研究的目的:
- 开发一种方法来提高无形IGZO TFT的稳定性,同时保持高场效移动性.
- 通过氧化等离子体对提高TFT性能进行氧化兴奋剂的研究.
- 为高性能IGZO TFT优化等离子体增强原子层沉积 (PEALD) 过程.
主要方法:
- 使用了200°C的等离子增强原子层沉积 (PEALD).
- 采用氧化等离子体的选择性应用作为反应剂.
- 结合了理论计算和实验研究,以了解兴奋剂机制.
- 制造的富含印的PEALD-IGZO TFTs. 这是一个很好的例子.
主要成果:
- 实现了高性能IGZO TFT,门电压为-0.47V,场效应移动性为106.5cm2/ (Vs).
- 证明了极好的设备稳定性与最小的歇斯底里 (0.05V).
- 在恶劣偏移温度应力条件下 (±2 MV/cm,95 °C为10000秒) 观察到最小的门电压变化 (+0.45 V和-0.10 V).
结论:
- 在PEALD中选择性氧化等离子体应用有效地提高了无形IGZO TFT的稳定性.
- 兴奋剂机制受到内在碳杂质和阳离子特性的影响,特别是在Ga2O3亚间隙状态中.
- 开发的PEALD工艺产生了高性能和可靠的IGZO TFT,适合实际应用.
