2D a-SnO_x薄膜晶体管的生态友好制造,来自深度欧特克溶剂的薄膜晶体管

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 薄膜电子产品 薄膜电子产品
• 绿色化学 绿色化学

背景情况:

• 无形锡氧化物 (a-SnO_x) 是薄膜晶体管 (TFT) 的一个有前途的半导体.
• 传统的制造方法通常涉及强化学品和高温,限制其在集成电路中的使用和环境可持续性.
• 深度环氧溶剂 (DES) 为材料合成提供了一个可调和且对环境无害的替代品.

研究的目的:

• 使用DESs制造无形氧化 (a-SnO_x) 薄膜晶体管 (TFT) 与氧化 (Al₂O₃) 门绝缘体.
• 为了优化DES前体的组成,以获得高质量的a-SnO_x片.
• 评估使用这种环保工艺制造的TFT的性能.

主要方法:

• 通过将 (II) (SnCl) 或 (AlCl) 与尿素混合而形成的深度浸泡溶剂 (DES).
• DESs被用作沉积超薄a-SnO_x半导体层和Al₂O₃介电层的前体.
• 使用X射线衍射 (XRD),原子力显微镜 (AFM) 和X射线光电子谱 (XPS) 进行了薄膜的特征化.
• 制造的TFT被测试了电气性能,包括移动性,值电压和下值摆动.

主要成果:

• 最佳的DES组成 (SnCl2urea=1:3) 产生了金属氧键的最高含量.
• 在300°C的低加工温度下实现了3.2nm a-SnO_x和30nm Al₂O₃的超薄膜.
• 制造的TFT表现出极好的性能:移动性为80±17cm²/Vs,值电压为-0.29±0.06V,以及88±11mV/dec的下值摆动.

结论:

• 一种使用DESs制造高性能a-SnO_x TFTs的新,环保的方法被成功证明.
• 该工艺与后端线 (BEOL) 制造兼容.
• 这种方法为生产先进电子设备提供了一个可持续的替代方案.