超薄 在₂O₃薄膜晶体管中,由三甲基和臭氧沉积的薄膜晶体管

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) 是薄膜晶体管 (TFT) 的一个关键材料.
• 开发基于In2O3的TFT的高效制造工艺对于先进的电子产品至关重要.
• 超薄通道材料存在诸如短通道效应等挑战.

研究的目的:

• 为In2O3薄膜开发一个原子层沉积 (ALD) 工艺.
• 为了制造和表征超薄的In2O3 TFTs.
• 调查Ga2O3封闭层对In2O3 TFT性能和短通道效应的影响.

主要方法:

• 原子层沉积 (ALD) 使用三甲基和臭氧 (O3) 沉积In2O3膜.
• 制造具有不同通道厚度的超薄 In2O3 TFT.
• TFT电气性能的表征,包括开/关电流比,移动性和值电压.
• 实施ALD Ga2O3封闭层,以形成双层In2O3/Ga2O3通道.

主要成果:

• 超薄的In2O3 TFT (4纳米) 显示出高开/关比 (108),移动性 (16.2 cm2/V·s) 和正极限电压 (0.48 V).
• 在超薄的In2O3 TFT中观察到短通道效应.
• In2O3/Ga2O3双层结构显著提高了对短通道效应的免疫力.
• 双层TFT显示了良好的特性:开/关比为107,移动性为9.3cm2/V·s,门电压为2.23V.
• 整个过程保持了低的热量预算 (400°C).

结论:

• ALD是一种有效的方法,用于制造TFT的高性能超薄In2O3薄膜.
• 双层In2O3/Ga2O3结构提高了TFT性能,并减轻了短通道效应.
• 低的热预算使这一过程与显示器和CMOS后端应用程序兼容.