对印前体的比较研究,用于In2O3的等离子体增强原子层沉积,并应用于高性能场效应晶体管
Ho Young Lee1, Jae Seok Hur2, Iaan Cho3
1Department of Nanoscale Semiconductor Engineering, Hanyang University, Seoul 04763, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|October 25, 2023
概括
新的氧化 (In2O3) 薄膜对3D设备有很大的前景. 对于先进的晶体管来说,DATI前体产生了优越的In2O3,在异质单体3D集成中提高了性能和稳定性.
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
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 氧化 (In2O3) 是一种透明的宽带间隙半导体.
- 它适用于异质单体三维 (M3D) 设备中的后端兼容通道层.
研究的目的:
- 通过等离子增强原子层沉积 (PEALD) 沉积的In2O3薄膜的特性.
- 为了比较In2O3薄膜的性能,该薄膜由两种不同的液体基前体衍生: (3-(dimethylamino) propyl) -dimethyl indium (DADI) 和 (N,N-dimethylbutylamine) -trimethylindium (DATI).
主要方法:
- 使用PEALD来使用DADI和DATI前体沉积In2O3薄膜.
- 研究了结构性,化学性和电气性质.
- 进行密度函数理论 (DFT) 计算以了解前体行为.
- 场效应晶体管 (FET) 的制造和特征.
主要成果:
- 与DADI衍生的薄膜相比,DATI衍生的In2O3薄膜呈现出更高的每周期增长率 (GPC),更高的结晶度和更低的缺陷密度.
- DFT的计算表明DATI的硬体阻碍较小,这解释了其优异的性能.
- 来自DATI的In2O3FET实现了高场效应移动性 (115.8cm^2/(Vs),低值电压 (-0.12V) 和低子值门摆动 (<70mV/十年).
- 无论是DADI还是DATI衍生的In2O3FET,在偏差压力下都表现出了显著的稳定性.
结论:
- DATI前体可用于先进电子设备的高质量的In2O3薄膜的沉积.
- 作为下一代M3D设备的上层通道材料,ALD In2O3薄膜具有显著的潜力.
- 这些发现强调了前体选择在优化特定应用的半导体薄膜特性方面的重要性.
