薄型α-IGZO TFTs中迁移率降低的起源及其改进方法

《IEEE Electron Device Letters》：Origin of Mobility Reduction in Thin a-IGZO TFTs and its Improvement

　　

摘要：

在非晶In-Ga-Zn-O薄膜晶体管（a-IGZO TFTs）中，随着通道厚度的减小，场效应迁移率的降低仍然是一个关键问题，其成因存在争议。我们认为，非常薄的a-IGZO TFTs中迁移率的降低源于表面层的缺陷。模拟结果显示，这种降低主要受导带最小值以下未占据态的扩展所控制。这些较大的未占据态密度是由于溅射沉积过程导致的结构无序加剧而产生的。随着通道厚度的减小，这种缺陷层在载流子传输中变得占主导地位。通过硬X射线光电子能谱结合原位湿法刻蚀技术揭示了表面缺陷层的存在。通过刻蚀去除表面缺陷层后，5纳米通道厚度的迁移率从13.7 cm2/V·s恢复到28.5 cm2/V·s（在2 MV/cm的电场下），与厚膜TFTs的迁移率相当。