Al2O3钝化层对a-IGZO薄膜晶体管电性能的增强机制研究

作者：王琛; 曾超凡; 路文墨; 宁海玥; 马飞^*

来源：稀有金属材料与工程, 2023, 52(06): 2103-2110.

• a-IGZO
• Al2O3钝化层
• 薄膜晶体管
• XPS深度分析

采用空心阴极增强脉冲激光沉积技术(HC-PLD)在室温制备高质量的Al2O3薄膜，作为非晶铟镓锌氧(a-IGZO)TFT器件的钝化层，显著增强了Al2O3/a-IGZO TFT器件的亚阈值特性，其原因在于空心阴极引入的氧等离子体抑制了Al2O3/a-IGZO界面处氧空位的形成。进一步研究发现，针对a-IGZO薄膜的180℃退火处理有利于消除弱结合氧并抑制深能级缺陷，提高载流子迁移率并降低阈值电压漂移；而针对Al2O3/a-IGZO TFT器件进行100℃退火处理有助于消除其界面附近的氧空位，降低载流子浓度，改善亚阈值特性。结合2步退火工艺所制备的Al2O3/a-IGZO TFT器件迁移率高达22.8 cm2·V-1·s-1，亚阈值摆幅为0.6 V·decade-1，综合电性能优异。

• 单位
  西安交通大学; 金属材料强度国家重点实验室