低壓氧化物薄膜晶體管的研究.pdf

1、近幾年來,基于寬帶隙氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管得到了非常廣泛的研究,因為它們電子遷移率高,處理溫度低,與柔性襯底兼容且具有低生產(chǎn)成本的優(yōu)勢。但它們通常需要很大的工作電壓才能獲得高的遷移率和電流開關(guān)比,因此發(fā)現(xiàn)新型的低壓薄膜晶體管已經(jīng)成為近幾年的研究熱點之一。低工作電壓的氧化物薄膜晶體管可以有效的減小器件和電路的功耗,在便攜式電子學(xué)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。
　　 在減小氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管工作電壓的眾多方法中,最合適也最為有效的方

2、法是采用在柵極和溝道之間產(chǎn)生大電容耦合的介質(zhì)材料作為柵絕緣層,以增大源漏電流,降低工作電壓。這篇論文選擇了兩種室溫下沉積的柵介質(zhì)進(jìn)行研究,并制備成兩類薄膜晶體管器件,通過對薄膜和器件的性能測試來證明其實現(xiàn)低壓薄膜晶體管的可行性。
　　 第一種柵介質(zhì)是高介電常數(shù)(Or=37)的鈦酸鍶鋇(Bao.4Sro.6T103,BST)薄膜。器件采用n+型Si(100)晶片作為襯底和公共的底柵,銦錫氧化物(ITO)作為溝道層和電極,溝道的長度

3、和寬度分別為80μm和1000μm。測試結(jié)果表明:FFT的工作電壓為5.0 V,工作在n溝道耗盡型模式,閾值電壓為-3.7 V,場效應(yīng)遷移率為3.2 cm2/Vs,亞閾值擺幅為0.5 V/decade,電流開關(guān)比為1.4×104。
　　 第二種柵介質(zhì)是具有雙電層特性的微孔SiO2絕緣層。器件采用玻璃襯底,ITO作為底柵電極,Al摻雜ZnO(AZO)納米晶薄膜作為溝道,Al作為源漏電極接觸,溝道長度和寬度分別為100μm和1200