基于新型钽掺杂HfO_(2)介质层TFTs的制备及机理研究

作者：刘雨; 胡梦真; 宋增才; 张东

来源：半导体光电, 2022, 1-6.

• 介质层
• 薄膜晶体管
• 钽掺杂二氧化铪
• 铟镓锌氧
• 脉冲激光沉积

二氧化铪（HfO_(2)）是一种具有代表性的高介电常数材料，本文采用脉冲激光沉积法制备HfO_(2)薄膜时，通过掺入金属钽（Ta）离子很明显的提升了HfO_(2)薄膜的介电性能．研究了脉冲激光沉积法制备钽掺杂HfO_(2)（THO）薄膜在不同氧分压（0%、10%、25%和50%）气氛下的电容电压特性，计算出其电容等效厚度分别为9.0、8.6、6.5和7.5nm．在氧分压为25%的气氛中沉积的钽掺杂HfO_(2)薄膜，具有23.7的最大等效介电常数．此外，制备了基于该介质层的非晶态铟镓锌氧薄膜晶体管（α-IGZO TFTs）．通过电学特性测试，发现基于该栅介质层的α-IGZO TFTs比基于HfO_(2)栅介质层的晶体管表现出更优异的器件性能．基于该钽掺杂HfO_(2)薄膜栅介质层的薄膜晶体管的开启电压、载流子饱和迁移率、电流开关比分别为0.57 V、22.5 cm~(2)V~(-1)s~(-1)、2.5×10~(9)。

• 单位
  武汉大学; 物理与电子学院; 华北水利水电大学