厦门理工学院张小英与Lien, Shuiyang等：衬底温度对PEALD-MgO非晶IGZO TFT介电薄膜生长机理及性能的影响
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
233热度
Surface and Coatings Technology
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Effect of substrate temperature on growth mechanism and properties of PEALD-MgO dielectric films for amorphous-IGZO TFTs
Su Z.-B.; Zhang X.-Y.; Lin X.; Li X.-L.; Quan C.-X.; Hsu C.-H.; Gao P.; Wu W.-Y.; Wuu D.-S.; Lai F.-M.; Lien S.-Y.
Published：2024-05-15
DOI：10.1016/j.surfcoat.2024.130819
研究背景
在当今社会，我们越来越依赖高科技设备，如智能手机和平板电脑。这些设备中的薄膜晶体管（TFT）起着至关重要的作用。然而，研究人员一直在探索如何改进这些设备的性能，尤其是在薄膜的介电层方面。
研究内容
最近一项研究发现，通过等离子体增强原子层沉积技术制备的镁氧化物（MgO）薄膜，在不同的基板温度下具有不同的性能。研究人员使用了多种分析方法，包括椭圆偏振仪、X射线衍射、扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱。实验结果显示，随着沉积温度的升高，MgO薄膜的生长速率减小。X射线衍射分析表明，MgO薄膜呈立方晶体结构，主要晶向为（220）。X射线光电子能谱分析显示，在350°C制备的MgO薄膜中，镁氧比最高。
研究意义
这项研究为薄膜晶体管的发展提供了新的思路。通过将MgO薄膜作为栅极介电层，与铟镓锌氧化物（IGZO）作为通道层结合，研究人员获得了优化的IGZO/MgO TFT。该TFT表现出1.63 cm²/Vs的电子迁移率，10^6的开关电流比，以及0.50 V/decade的亚阈值摆幅，在低操作电压下达到-0.11 V。
这项研究不仅揭示了基板温度对MgO薄膜性能的影响，还为新型薄膜晶体管的设计和制备提供了重要参考，有望推动智能设备的性能进一步提升。
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