高温稳定无形Sn-Rich InSnGaO薄膜通过原子层沉积制造,用于下一代动态随机访问内存应用
Seong-Hwan Ryu1, Hye-Mi Kim1, Kwang-Hee Lee2
1Division of Materials Science and Engineering, Hanyang University, 222 Wangsimni-ro, Seongdong-gu, Seoul 04763, Republic of Korea.
Nano letters
|December 5, 2024
概括
用于动态随机存储器 (DRAM) 的无形氧化物半导体面临热稳定性问题. 这项研究介绍了一种-锡-氧化物 (ITGO) 半导体,该半导体显示了高级DRAM应用的高温相稳定性和可靠的电气性能.
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
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 无形氧化物半导体 (AOS) 对于动态随机存储器 (DRAM) 至关重要,但在高温 (>600°C) 时遭受热降解.
- 现有的AOS材料表现出易于相位过渡和电气不稳定性,限制了它们在高热预算DRAM应用中的使用.
研究的目的:
- 为高温DRAM应用开发一种具有增强热稳定的无形氧化物半导体.
- 调查锡 (Sn) 在稳定无形相和改善氧化物半导体 (IGO) 电性能方面的作用.
主要方法:
- 原子层沉积 (ALD) 用于制造无形的-锡-氧化物 (ITGO) 薄膜.
- 进行了高温电气表征 (霍尔效应测量) 和结构分析.
- 薄膜晶体管 (TFT) 的制造是为了评估设备的性能和可靠性.
主要成果:
- 一种最佳的富含的ITGO成分 (In/Sn/Ga = 25:58:17 在. %) 呈现出惊人的相位稳定性,最高可达 ~700 °C.
- 这种组合在高温下实现了卓越的霍尔运动性 (24.0 cm2/Vs) 和场效应运动性 (7.7 cm2/Vs).
- 确定Sn是无形相稳定和电子移动性增强的关键元素.
结论:
- 富含的ITGO在高热预算 (>600°C) 下表现出极好的无形相稳定性.
- 基于ITGO的薄膜晶体管在下一代DRAM通道中显示出有前途的性能和可靠性.
- 这种材料为克服DRAM当前无形氧化物半导体的热限制提供了可行的解决方案.
