【器件论文】为高性能薄膜晶体管设计原子层沉积 In₂O₃/Ga₂O₃ 沟道结构

        由韩国汉阳大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Materials & Interfaces 发布了一篇名为 Design of an Atomic Layer-Deposited In₂O₃/Ga₂O₃ Channel Structure for High-Performance Thin-Film Transistors（为高性能薄膜晶体管设计原子层沉积 In₂O₃/Ga₂O₃ 沟道结构）的文章。

摘要

        为了潜在地应用于动态随机存取存储器 (DRAM) 或 NAND 闪存等先进存储器件，使用等离子体增强原子层沉积 (PEALD) 工艺生长并研究了具有五种不同垂直阳离子分布的纳米叠层氧化铟 (In–O) 和氧化镓 (Ga–O) 薄膜。具体而言，本研究深入探讨了纳米叠层 (NL) IGO 结构中各个层厚度的控制如何影响薄膜的物理和化学性质以及整体器件性能。为了消除阳离子组成比和总厚度对 IGO 薄膜的影响，所有条件下的这些参数均保持恒定。具有均匀 In_0.72Ga_0.29O_x  沟道层（称为 IGO18）的薄膜晶体管 (TFT) 表现出 58.1 cm²/(V s) 的合理场效应迁移率 (μ_FE) 和 >10⁸ 的 I_ON/OFF 比。对于具有 In₂O₃/Ga₂O₃ 异质结堆叠（称为 IGO1）的 TFT，观察到 μ_FE 显着提高（约 94.1 cm²/(V s)）。由于两种器件的沟道层都具有相同的平均阳离子组成和物理厚度，因此后者的优越性能可归因于准二维电子气 (2DEG) 的出现和高质量结晶度的获得。这项研究强调了超循环占空比设计对于防止阳离子互混的关键性，从而能够在用于存储器件应用的高性能氧化物 TFT 中利用 2DEG 效应。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsami.4c17398