双栅氧化锌氮晶体管中逻辑重构性的精细调节Vth值

《ACS Applied Electronic Materials》：Fine-Tuned Vth for Logic Reconfigurability in Dual-Gate Zinc Oxynitride Transistors

双栅ZnON薄膜晶体管通过独立上下栅极调控阈值电压（ΔV=0.34-0.54V），有机帕雷尼与SiO?复合介质实现双通道开关行为，有限元模拟揭示了电势分布与载流子耦合机制，单器件成功构建互补逆变器并实现五种逻辑功能。

　　

双栅极晶体管通过引入第二个栅电极，实现了电学行为的可调谐，从而增强了对沟道形成和阈值电压（V_th）的控制。在这里，我们报道了一种双栅极控制的ZnON薄膜晶体管（DGC-TFT），它能够通过独立的顶部和底部栅极输入来精细调节V_th（ΔV = 0.34至0.54 V）。通过对不同偏置条件下的传输曲线和输出曲线进行表征，我们发现了由于栅极介质不对称（顶部为有机聚对苯二甲酸乙二醇酯，底部为SiO₂）而导致的系统性V_th变化以及双通道切换现象。有限元TCAD模拟揭示了控制这种行为的电势分布、载流子分布和栅极耦合机制。通过这种精确的栅极控制，我们实现了一个动态可调的互补反相器，并使用单个DGC-TFT器件实现了五种不同的逻辑功能（反相器、与门（AND）、或门（OR）、与非门（NAND）和或非门（NOR）。这些结果展示了双栅极架构在紧凑型可重构逻辑系统和自适应电路设计中的潜力。