高性能Si-Zn-Sn-O薄膜晶体管的共溅射制备：面向逻辑电路的简化工艺创新

本文推荐一种基于共溅射（co-sputtering）技术的高性能非晶氧化物半导体（AOS）薄膜晶体管（TFT）制备方法，通过SiO2与ZnSnO（65:35）靶材单步沉积实现场效应迁移率24.6 cm2V?1s?1、亚阈值摆幅0.202 V/decade的优异性能，并成功集成至反相器、NAND/NOR门等逻辑电路，为可扩展低功耗电子器件提供新思路。

　　

Highlight

本研究通过SiO₂与ZTO（65:35）靶材共溅射（co-sputtering）制备的Si-Zn-Sn-O（SZTO）薄膜晶体管（TFTs），兼具高场效应迁移率（25.5 cm²V^?1s^?1）与超低亚阈值摆幅（0.202 V/decade），其阈值电压偏移小于1.1V，展现出卓越的操作稳定性。这种单步沉积工艺通过精准调控薄膜组分，实现了高速低功耗逻辑电路的简化集成。

Results and discussion

图1(a)显示，六组基板同步共溅射的SZTO薄膜存在轻微性能差异（样本1-6），这种人为引入的空间分布差异证实了工艺的均匀性——所有样本均保持阈值电压偏移<0.5V，迁移率波动<5%，为大规模生产提供数据支撑。

Conclusion

该共溅射策略成功将SZTO TFTs应用于反相器、NAND/NOR门等逻辑电路，其高迁移率与稳定性平衡特性，标志着非晶氧化物半导体（AOS）在可扩展、低功耗电子器件领域的重大突破。