通过热原子层沉积用于3D纳米结构半导体的C轴对齐复合材料InZnO
Hye-Mi Kim1, Seong-Hwan Ryu1, Sangwook Kim2
1Division of Materials Science and Engineering, Hanyang University, 222 Wangsimni-ro, Seongdong-gu, Seoul 04763, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|March 15, 2024
概括
这项研究引入了c轴对齐复合材料 (CAAC) 氧化物 (IZO) 薄膜晶体管 (TFT),实现高移动性和稳定性. 在先进的电子应用中,CAAC-IZO表现出卓越的性能.
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
- 薄膜技术 薄膜技术
背景情况:
- 无形氧化物半导体对于显示器和内存至关重要,但存在不稳定性和低流动性.
- 氧化 (IZO) 提供了高流动性,但由于高载体兴奋剂,它与不稳定性作斗争.
- 在氧化物半导体中实现移动性和稳定性之间的平衡是一个关键的挑战.
研究的目的:
- 为提高薄膜晶体管 (TFT) 性能开发高度对齐的晶体氧化物 (IZO) 结构.
- 调查生长条件和成分对c轴对齐复合材料 (CAAC) IZO性能的影响.
- 评估CAAC-IZO适用于高比例 (HAR) 结构的适用性.
主要方法:
- 使用热原子层沉积制造c轴对齐复合材料 (CAAC) 氧化物 (IZO).
- 优化生长温度和成分以量身定制薄膜特性.
- 对CAAC-IZO薄膜和TFT设备的表征,包括电性能和稳定性测试.
- 对高比例结构的构成一致性和阶段覆盖率的评估.
主要成果:
- 实现了 55.8 cm2/ (V s) 的场效应移动性 (μFE) 和出色的正偏差温度应力稳定性 (+0.16 V).
- 演示了0.18V/十年的低下值波动和最小的歇斯底里斯 (0.01V).
- 在高比例结构 (40:1) 上观察到97%的阶段覆盖率,表明优越的构成一致性.
结论:
- 与无形,多晶或纳米晶IZO相比,CAAC-IZO提供了优越的TFT性能.
- 增长温度和阴离子分布是影响CAAC-IZO晶体结构和设备性能的关键因素.
- 由于CAAC-IZO的良好的合规性,它对未来的应用非常有希望,特别是在复杂的高比例结构上.
