TiO2的自我调整的离子兴奋剂薄膜晶体管通过后制造超酸处理提高了电流驱动性
Jie Zhang1, Haochen Zhao2, Xiaofeng Ye1
1Department of Microelectronics and Integrated Circuit, School of Electronic Science and Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China.
ACS applied materials & interfaces
|September 16, 2024
概括
一个简单的超酸 (SA) 处理几乎可以将二氧化 (TiO2) 薄膜晶体管 (TFT) 的电流增加一倍. 这种TiO2 TFT的增强是通过在偏移区域中进行质子兴奋剂来实现的,从而提高了先进电子应用的电流可行性.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 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:
- 氧化物半导体薄膜晶体管 (TFT),特别是TiO2,对灵活的显示器,传感器和3D集成有希望.
- 对于新兴的TFT应用,高电流可行性至关重要,但TiO2固有的低流动性构成了挑战.
- 现有的提高TFT性能的方法往往需要复杂的制造或特定的条件.
研究的目的:
- 研究一种简单的,基于解决方案的方法,以提高TiO2 TFTs的当前可驾驶性.
- 探索利用超酸 (SA) 处理在门补偿TiO2 TFTs上的电流增强背后的机制.
- 了解离子兴奋剂和设备结构在优化TFT性能中的作用.
主要方法:
- 制造顶端门的TiO2 TFT,具有门抵消结构.
- 在室温环境空气中使用基于溶液的超酸 (SA) 处理TFT.
- 使用电流-电压 (I-V) 和电容-电压 (C-V) 测量,X射线光电子谱学 (XPS),飞行时间二次离子质谱学 (ToF-SIMS) 和设备模拟的表征.
主要成果:
- 超酸治疗几乎使TiO2 TFTs的电流几乎翻了一番.
- 在TiO2的偏移区域中进行质子 (H+) 兴奋剂被确定为机制,形成电子双层.
- 设备参数,如离子大小,偏移区域比例和离子位置,显著影响性能和开启电压 (VON).
结论:
- 基于溶液的SA处理提供了一种有效的途径,通过选择性离子兴奋剂来增强TiO2 TFT电流的驱动性.
- 这项研究加深了对电子设备中离子结合效应的理解,特别是TiO2.
- 这种方法有可能改善小型化的TFT和用于高电流应用的其他材料系统.
