【外延论文】掺入 7% 镧的高稳定性晶体 InGaO 薄膜晶体管

        由韩国庆熙大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Materials & Interfaces 发布了一篇名为 Highly Stable, Crystalline InGaO Thin-Film Transistors by 7% Lanthanum Incorporation（掺入 7% 镧的高稳定性晶体 InGaO 薄膜晶体管）的文章。

摘要

        高迁移率金属氧化物半导体（MOS）薄膜晶体管（TFT）的发展越来越受到关注。众所周知，在 MOS 中增加铟（In）的浓度可提高晶体体积分数和迁移率。然而，高铟含量导致的高载流子浓度会引发 TFT 耗尽模式并降低器件稳定性。在此，研究人员介绍了在 375°C 的衬底温度下通过喷雾热解法生长的高 In 含量铟镓氧化物（InGaO）薄膜中掺入镧（La）阳离子。随着 La 比例从 3% 增加到 20%，掺入 La 的 InGaO（LaInGaO）的体积密度和光学带隙均有所提高，但其结晶度降低。优化后的共面 LaInGaO TFTs，La 比例为 7%，其平均阈值电压（V_TH）为 0.01 V，场效应迁移率为 30.63 cm² V^-1 s^-1，亚阈值摆幅为 0.23 V dec^-1。此外，与原始的 InGaO 薄膜晶体管相比，7% LaInGaO 薄膜晶体管的偏置温度和光稳定性得到了增强，在正偏置温度应力、负偏置温度应力以及负光照偏置应力条件下，阈值电压 V_TH 分别发生了 0.2 V、0.1 V 和 -1.6 V 的偏移。此外，采用 7% LaInGaO 薄膜晶体管的栅极驱动电路的上升时间和下降时间分别为 437.3 ns和 557.9 ns。因此，通过喷雾热解法生长的高可靠性的 7% LaInGaO 薄膜晶体管可用于大面积、低成本的薄膜晶体管电子产品。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsami.5c00858