基于超薄Al2O3栅绝缘层的低工作电压IGZO薄膜晶体管及其在共源极放大器中的应用

【摘要】 随着薄膜晶体管(Thin⁃filmtransistor,TFT)在各类新兴电子产品中得到广泛应用,作为各类电子设备的关键组件,其工作电压和稳定性面临着巨大挑战。为了满足未来高度集成化、功能复杂的应用场合,实现其低工作电压和高稳定性就变得异常重要。我们在150mm×150mm大面积玻璃基底上,采用磁控溅射非晶铟镓锌氧化物(amorphousindium⁃gallium⁃zinc⁃oxide,a⁃IGZO)作为有源层,以原子层沉积(ALD)Al2O3为栅绝缘层,制备了底栅顶接触型a⁃IGZOTFT,并研究了50,40,30,20nm超薄Al2O3栅绝缘层对TFT器件的影响。其中,20nm超薄Al2O3栅绝缘层TFT具有最优综合性能:1V的低工作电压、接近0V的阈值电压和仅为65.21mV/dec的亚阈值摆幅,还具有15.52cm2/(V·s)的高载流子迁移率以及5.85×107的高开关比。同时,器件还表现出优异的稳定性:栅极±5V偏压1h阈值电压波动最小仅为0.09V以及优良的