薄膜晶体管与先进显示重点实验室
Thin Film Transistor and Advanced Display Lab

IEEE EDL 六月刊发表我实验室论文

时间:2015-06-01

国际微电子领域权威期刊IEEE Electron Device Letters今年第六期刊登了我实验室论文“Low-Voltage a-InGaZnO Thin-Film Transistors With Anodized Thin HfO2 Gate Dielectric”(文章链接:http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7086040)。

非晶铟镓锌氧薄膜晶体管(a-IGZO TFT)具有比非晶硅(a-Si:H)TFT高得多的迁移率,很有潜力应用于高分辨率高速显示中。随着显示技术的快速发展,低压低功耗元件在便携式电池供电设备中的需求越来越多。降低TFT的工作电压可以通过减薄栅介质的厚度或者采用高k介质实现。但是,常用的栅介质,如等离子增强化学汽相淀积(PECVD)生长的SiO2,当其很薄时,泄漏电流可能太大而不能接受。采用高k栅介质可以在增大栅极电容的同时避免过大的栅泄漏电流。在高k介质中,氧化铪(HfO2)被认为是一种优秀的高k材料,广泛应用在纳米CMOS中。目前,常采用原子层淀积(ALD)生长HfO2薄膜。但是,ALD长膜速率慢,需要单独的淀积设备,这会提高制造成本,阻碍其在大尺寸量产中的应用。与之相比,阳极氧化技术成本低、适合于大面积应用。

在这项工作中,我们对阳极氧化金属Hf得到的薄HfO2介质进行了研究,并在室温下制作了阳极氧化薄HfO2作为栅介质的a-IGZO TFT。阳极氧化HfO2薄膜存在良好的介质特性,即高介电常数和低泄漏电流。采用阳极氧化的薄HfO2介质制备的全室温IGZO TFT具有很好的晶体管特性,可以在低电压2V下工作。因此,采用阳极氧化薄HfO2栅介质能够制备出低压大驱动力的a-IGZO TFT。

该论文的第一作者为博士生邵阳同学,共同作者还包括肖祥、贺鑫、邓伟同学和张盛东老师,在此向他们表示祝贺。此项研究是在深圳薄膜晶体管与先进显示重点实验室(Shenzhen TFT and Advanced Display Lab)重点实验室完成,受NSFC(61274084)和深圳科技计划(JCYJ20140417144423195)项目的资助。