通过高/低功率溅射技术理性制备双通道层状InGaSnO薄膜晶体管

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Rational Fabrication of Dual-Channel Layered InGaSnO Thin-Film Transistors Through High-/Low-Power Sputtering Technique

该研究通过高/低功率（120/60 W）溅射制备双通道InGaSnO薄膜晶体管，发现6 nm厚高功率层提升载流子迁移率至32.8 cm2/Vs，20 nm低功率层形成0.45 eV势垒有效控制阈值电压在0.2 V，漏电流比达10?。同时采用Al?O?钝化层，在正/负偏压光照应力下阈值电压偏移仅±0.8 V，验证了器件的稳定性。该双通道结构为高性能氧化物TFT提供了新思路和简化制备方法。

　　

摘要：

在本研究中，制备了高/低功率溅射的双通道结构InGaSnO薄膜晶体管（TFT），并对其电性能和稳定性进行了研究。结果表明，沉积的高/低功率（120/60 W）双通道结构InGaSnO TFT表现出最佳的电性能，具体包括：开启态电导率为32.8 cm2/Vs，亚阈值斜率（SS）为0.36 V/decade，阈值电压（Vth）为0.2 V，关断态电导率为1.1×1012 cm?2/V，以及较高的开/关态电流比（I_on/I_off）为10?。在这种双通道结构器件中，6纳米厚的高功率（120 W）InGaSnO层为沟道层提供了自由载流子，从而提高了载流子迁移率；而20纳米厚的低功率（60 W）InGaSnO层通过形成势垒（0.45 eV）来控制阈值电压。此外，沉积的（120/60 W）双层结构InGaSnO TFT结合Al?O?钝化层（PVL）在60分钟的正偏压应力（PBIS）和负偏压应力（NBIS）测试中表现出优异的稳定性，阈值电压变化仅为0.7 V和-0.8 V。总体而言，这种（120/60 W）双通道结构InGaSnO TFT结合Al?O? PVL的制备为平板显示器应用中的高性能氧化物TFT提供了一种新的方法和简单途径。