IEEE EDL 九月刊发表我实验室论文

         国际微电子领域权威期刊IEEE Electron Device Letters今年第九期刊登了我实验室论文：“Oxygen Interstitial Creation in a-IGZO Thin-Film Transistors Under Positive Gate-Bias Stress”（论文链接：http://ieeexplore.ieee.org/document/7967811/）。

         薄膜晶体管（Thin-Film Transistor，TFT）是平板显示技术（Flat Panel Display，FPD）的核心器件，显示屏幕中的每一个像素都依赖TFT的控制和驱动。近年来，以非晶铟镓锌薄膜晶体管（a-IGZO TFT）为代表的非晶氧化物（AOS）TFT受到了产业界和学术界的共同关注。与传统硅基TFT相比，氧化物TFT综合特性更加优异，被认为是最有希望应用于下一代平板显示的有源器件。但是目前，氧化物TFT在光照和电应力下的不稳定性仍然是需要解决的问题，尤其是光照下负栅压应力（Negative Gate-Bias Illumination Stress，NBIS）和正栅压应力（Positive Gate-bias Stress，PBS）下的不稳定性。本论文对a-IGZO TFT在正栅压应力PBS下影响稳定性的机制进行了研究。研究过程我们发现，虽然器件在PBS应力过程中仅观察到了器件基本特性的平行正向漂移，但是在应力停止后的恢复阶段，对于有源层a-IGZO在较高氧气流量下的器件其亚阈值摆幅（Sub-threshold Swing，SS）将发生明显的退化。目前对于影响PBS下稳定性的主流解释为介质和有源层的界面附近的电子俘获，但这种机制不能解释我们的实验结果。为了解释这一新的观察结果，我们提出了一种PBS下有源层a-IGZO内产生间隙氧缺陷的物理机制。而间隙氧缺陷仅在恢复阶段引起SS退化是其“负U”（Negative U）特性引起的。此外，在氧化物半导体中间隙氧缺陷在富氧条件下形成能更低，因此对于有源层在高氧气流量下溅射沉积所制备的器件，这种机制更加容易发生，从而恶化器件的稳定性。

         该论文的第一作者为博士生周晓梁，此项研究是在深圳TFT与先进显示重点实验室完成，受NSFC (61504003)和深圳科技计划(JCYJ20160510144204207)等项目的支持。论文共同作者还有邵阳、张乐陶、卢慧玲，何红宇、韩德栋、王漪和张盛东老师。