在WO3-O3中杂的WO3的原子层沉积,用于可靠和可扩展的BEOL兼容晶体管
Chanyoung Yoo1,2,3, Jonathan Hartanto1, Balreen Saini1
1Department of Materials Science and Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, United States.
Nano letters
|April 30, 2024
概括
通过原子层沉积合成的氧化物合的氧化物场效应晶体管 (FET) 显示出稳定的性能和可调节的特性. 这种进步为高性能3D集成设备提供了潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体设备物理 半导体设备物理
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 基于氧化 (In2O3) 的场效应晶体管 (FET) 对于先进的电子技术至关重要.
- 实现稳定的设备操作和与3D集成的兼容性仍然是一个挑战.
- 氧化物 (WO3) 兴奋剂正在探索如何增强In2O3的特性.
研究的目的:
- 通过原子层沉积 (ALD) 合成的氧化物 (WO3) 合氧化物 (IWO) FETs.
- 调查WO3兴奋剂度对IWO FET电气性能和稳定性的影响.
- 评估ALD IWO FETs对于3D集成和后端线路 (BEOL) 兼容性的适用性.
主要方法:
- 使用原子层沉积 (ALD) 合成IWO薄膜,通过调整前体循环比.
- IWO场效应晶体管 (FET) 的制造.
- 电气性能的表征,包括下值斜率,hysteresis,值电压和在偏移应力下的稳定性.
主要成果:
- 在In2O3薄膜中,通过ALD实现了低度的WO3兴奋剂 (1-4原子%) .
- 兴奋剂抑制了氧气缺乏,使设备能够稳定关闭,并提高了值电压的稳定性.
- ALD IWO FETs表现出较低的下值斜率 (67 mV/十年),可以忽略的歇斯底里和可调的值电压.
- 设备在偏差应力下表现出了显著的稳定性,并且在小于100 nm的通道长度下保持了性能.
结论:
- 通过ALD合成的IWO FET为稳定,高性能电子设备提供了一个有前途的途径.
- 可调节的值电压和卓越的稳定性使IWO FET适用于单体3D集成电路.
- WO3兴奋剂有效地解决了In2O3中的缺氧问题,提高了设备的可靠性.
