在ALD培养的偏向导向的氧化晶体管中对排水诱导的屏障降低具有强大的免疫力
Gwang-Bok Kim1, Taikyu Kim2, Seon Woong Bang1
1Department of Electronic Engineering, Hanyang University, Seoul 04763, South Korea.
ACS applied materials & interfaces
|April 25, 2024
概括
首选定向的氧化 (po-IGO) 薄膜晶体管 (TFT) 显示出显著减少排水诱导屏障降低 (DIBL),提高了微型电子设备的可靠性. 这种改善源于由于偏好的晶体生长而抑制的氧气空位扩散.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 排水诱导屏障降低 (DIBL) 是限制集成电路中微型晶体管可靠性的关键因素.
- 氧化 (IGO) 薄膜正在探索其在先进电子设备中的潜力.
- 了解晶体结构对设备性能的影响对于未来的半导体开发至关重要.
研究的目的:
- 研究IGO薄膜中的晶体结构变化对DIBL的影响.
- 评估偏向IGO (po-IGO) 薄膜晶体管 (TFT) 的设备性能和可靠性.
- 在IGO TFT中阐明晶体定向,氧空位扩散和DIBL之间的关系.
主要方法:
- 制造和描述po-IGO和随机多晶IGO (rp-IGO) 薄膜晶体管 (TFT).
- 电性能测试包括场效应移动性,门电压,次门摆动和电流调制比率.
- 在应力条件下分析DIBL和值电压变化.
- 技术计算机辅助设计 (TCAD) 模拟以证实发现.
主要成果:
- po-IGO TFT 具有卓越的设备性能,具有高可移动性 (81.9 cm2/Vs) 和出色的可靠性.
- 与rp-IGO (46.4 mV/V) 和rp-In2O3 (197 mV/V) TFT相比,po-IGO TFT对DIBL (17.5 mV/V) 具有显著的免疫力.
- 在po-IGO中改善的DIBL免疫力是由于氧空缺的横向扩散被抑制,导致更长的有效通道长度 (L_eff).
结论:
- 原子层沉积的po-IGO薄膜为小型化氧化物晶体管中减少DIBL提供了一个有希望的解决方案.
- 优选的晶体学导向是提高基于IGO的电子设备可靠性和性能的关键.
- 这项研究为设计下一代电子设备提供了一条道路,其稳定性得到改善,DIBL减少.
