基于超薄Al2O3栅绝缘层的低工作电压IGZO薄膜晶体管及其在共源极放大器中的应用

摘要：

随着薄膜晶体管(Thin-film transistor,TFT)在各类新兴电子产品中得到广泛应用,作为各类电子设备的关键组件,其工作电压和稳定性面临着巨大挑战.为了满足未来高度集成化、功能复杂的应用场合,实现其低工作电压和高稳定性就变得异常重要.我们在150 mm×150 mm大面积玻璃基底上,采用磁控溅射非晶铟镓锌氧化物(amorphous indium-gallium-zinc-oxide,a-IGZO)作为有源层,以原子层沉积(ALD)Al2 O3为栅绝缘层,制备了底栅顶接触型a-IGZO TFT,并研究了50,40,30,20 nm超薄Al2 O3栅绝缘层对TFT器件的影响.其中,20 nm超薄Al2 O3栅绝缘层TFT具有最优综合性能:1 V的低工作电压、接近0 V的阈值电压和仅为65.21 mV/dec的亚阈值摆幅,还具有15.52 cm2/(V·s)的高载流子迁移率以及5.85×107的高开关比.同时,器件还表现出优异的稳定性:栅极±5 V偏压1 h阈值电压波动最小仅为0.09 V以及优良的150 mm×150 mm大面积分布均一性.实现了TFT器件的低工作电压和高稳定性.最后,以该TFT器件为基础设计了共源极放大器,得到14 dB的放大增益.

关键词：a-IGZO薄膜晶体管、Al2O3栅绝缘层、原子层沉积、共源极放大器

所属期刊栏目：41

分类号：TN321+.5(半导体技术)

资助基金：国家杰出青年科学基金;上海科学技术委员会项目;博士后创新人才计划

在线出版日期：2020-05-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：451-460