溶液法制備低電壓及高性能非晶GaSnO薄膜晶體管

非晶InGaZnO薄膜晶體管雖然具有比非晶硅更好的器件性能,但因其In屬于稀有元素,且價格昂貴,制約了其大規模的工業應用。在此基礎上,科學家開發出了以Sn元素代替In的方式,有望解決這一成本問題。在前期的研究中,人們發現,Ga的存在使得薄膜的晶體質量下降,同時高溫退火處理也與目前柔性電子學不相容。

復旦大學材料科學與工程學院張群教授課題組以乙二醇單甲醚為溶劑,采用旋涂法制備了GaSnO半導體薄膜,研究了不同Ga摻雜含量和退火溫度條件下薄膜的晶體結構、光學性質、化學價態和表面形貌信息,同時研究了GaSnO薄膜晶體管的電學性質。

溶液法制備低電壓及高性能非晶GaSnO薄膜晶體管的圖1

圖1 GaSnO TFT器件及其性能 

作者采用高 k 值的Al2O3薄膜作為介質層,將上述優化好的GaSnO薄膜作為溝道層,制備了GaSnO/Al2O3薄膜晶體管。實驗研究發現,器件的性能得到了顯著的提升,工作電壓僅為 2?V, 最大場效應遷移率為 69?cm2?V?1?s?1, 閾值電壓為 0.67?V, 電流開關比為1.8×107。

溶液法制備的非晶GaSnO薄膜晶體管可能會促進高性能無銦TFT器件以及低功耗、低成本電子器件的開發。

該研究成果最近發表于Science China Materials2018, doi:10.1007/s40843-018-9380-8。

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP