【国际时事】东京大学生产技术研究所开发了利用原子层堆积法的纳米薄膜氧化物半导体晶体管

        2023年6月9日东京大学生产技术研究所发表了与奈良先端科学技术大学院大学合作的研究团队利用原子层沉积技术成功开发了一种利用原子层沉积法在低温下形成的纳米薄膜氧化物半导体作为通道材料的高性能、高可靠性的晶体管。该技术能够进一步实现半导体的高度集成和高功能化，有望应用在利用大数据的社会服务领域中。

        目前正在进行平板显示器领域氧化物半导体的研发和量产。由于其可在低温下形成且具有高性能特点，因此在半导体集成技术中的应用前景十分广阔。但要将氧化物半导体作为晶体管的通道材料应用于半导体的集成技术中，就必须使氧化物半导体形成纳米薄膜，并且设备必须具备高性能和高可靠性。

        因此，该研究团队开发了一种通过交替沉积氧化铟（In₂O₃）和氧化镓（Ga₂O₃）原子层来形成InGaO（IGO）纳米薄膜的方法。然后，制作了以纳米薄膜IGO作为通道材料的平面型晶体管，并系统地研究了移动度和偏置应力阈值电压漂移这两个性能指标。结果发现，迁移率和阈值漂移之间存在权衡关系。为了解决这种权衡关系，制作了覆盖IGO纳米薄膜的Gate-All-Around结构，并进行了测试。结果显示，该结构实现了常闭状态，在平面型结构上提高了2.6倍的驱动电流和1.2倍的迁移率，并显著降低了阈值电压漂移。

        由于原子层沉积技术使得均匀沉积氧化物半导体的纳米薄膜成为可能，研究团队将在未来推动高移动性、高可靠性的氧化物半导体纳米薄膜的开发，并进一步将其应用于更微小的晶体管和三维结构的晶体管，为半导体的三维高度集成做出贡献。