非对称功函数电极调控的肖特基势垒氧化锌薄膜晶体管实现近理论极限亚阈值摆幅

来自某研究团队的研究人员针对传统薄膜晶体管(TFT)亚阈值摆幅(SS)难以突破理论极限的问题，通过构建非对称功函数源漏电极(S-D)的肖特基势垒氧化锌(ZnO)TFT，采用LiInSnO4栅介质将工作电压降至2V，并通过优化MoO3/Ag漏电极厚度使SS达66mV/decade，接近氧化物TFT的理论极限，为低功耗电子器件开发提供新思路。

　　

半导体沟道与金属电极间的接触特性对薄膜晶体管(TFT)性能具有决定性影响。研究人员巧妙利用肖特基势垒引发的"热电子发射与热场发射"限域电流传输机制，通过设计非对称功函数源漏电极结构，显著降低TFT亚阈值摆幅。这项突破性工作采用溶液法制备了低工作电压(～2.0V)ZnO-TFT，以高面积电容离子栅介质LiInSnO₄实现低压驱动，创新性地采用LiF/Al源电极和厚度可调的MoO₃/Ag漏电极构型。通过精确调控MoO₃界面层厚度，成功将亚阈值摆幅优化至66mV/decade，逼近室温下氧化物TFT的理论极限值(约60mV/decade)。该器件同时展现出高达9.8×10⁵的开关比，漏极/ZnO界面处优化的肖特基结有效抑制了关态电流，通过热电子-热场协同发射机制实现了近乎理想的开关特性。这项研究为开发新一代低功耗电子器件提供了重要的界面工程策略。