低温溶液加工的HfZrO门绝缘体,用于高性能灵活的LaZnO薄膜晶体管

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电子工程 电子工程
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 金属氧化物半导体 (MOS) 薄膜晶体管 (TFT) 对于灵活的电子产品至关重要,因为它们具有很高的移动性和稳定性.
• 现有的TFT面临着VR,AR和IoT等先进应用的性能和稳定性方面的挑战.

研究的目的:

• 为了提高氧化 (LaZnO) TFT 的性能,使用低温溶液加工的氧化 (HfZrOx) 门绝缘体.
• 为了优化HfZrOx门绝缘体通过在各种温度 (200,250,和300°C) 化.

主要方法:

• 使用HfZrOx门绝缘体制造LaZnO TFT.
• 在200,250和300°C时对HfZrOx薄膜进行化,以优化其性能.
• TFT 的电气特性,包括场效应移动性 (μ_FE),值电压 (V_TH) 和偏向应力稳定性.

主要成果:

• 优化的HfZrOx (250°C) 门绝缘器产生了LaZnO TFTs,其μ_FE为19.06 cm²V^-1s^-1,V_TH为1.98 V,并且没有歇斯底里 (V_H=0 V).
• 实现了高开/关电流比 (I_ON/I_OFF) 的~10⁸和低下值摆动 (SS) 的256mV/dec.
• 灵活的TFT在正偏差温度应力 (PBTS) 下表现出极好的稳定性,极小的门电压变化 (ΔV_TH = 0.25 V).

结论:

• HfZrOx门绝缘器显著提高了LaZnO TFT的性能和稳定性.
• 优化的HfZrOx/LaZnO方法对下一代灵活电子设备非常有希望.
• 性能提升归因于HfZrOx门绝缘体的光滑表面形态和降低缺陷密度.