Evidence of Improved Thermal Stability via Nanoscale Contact Engineering in IGZO Source-Gated Thin-Film Transistors
Evidence of Improved Thermal Stability via Nanoscale Contact Engineering in IGZO Source-Gated Thin-Film Transistors
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通过 IGZO 源栅薄膜晶体管的纳米级接触工程提高热稳定性的证据
DOI：
10.1109/ted.2023.3276337
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发表时间：
2023
影响因子：
3.1
通讯作者：
Alfarisyi S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Alfarisyi S
尽管对薄膜源极-栅极晶体管（SGT）的兴趣迅速扩大，但包括肖特基源极势垒的器件中的漏极电流（TDDC）的高温依赖性正在延迟广泛采用。为了减少这种影响，替代源设计已被理论化。具体而言，在源极接触处引入额外的纳米级层应有助于电荷载流子在费米能级处的隧穿，其中TDDC可忽略不计。在这里，我们制作非晶铟镓氧化锌7隧道接触SGTs（TC-SGTs）的TDDC比多晶硅肖特基接触晶体管低三倍。数值模拟有助于阐明控制机制。我们表明，在源极-栅极重叠区的大部分的半导体的电位分布确定注入电流，并在接触薄的界面层的引入减少了接触金属功函数（WF）在电流控制和相关的温度效应的作用。该器件架构在SGT诸多优势的基础上又增加了更高的热稳定性，包括低电压饱和度、高能效运行、高本征增益、器件间均匀性以及对机械和电气应力的鲁棒性。
Despite rapidly expanding interest in thin-film source-gated transistors (SGTs), the high-temperature dependence of drain current (TDDC) in devices comprising Schottky source barriers is delaying wide adoption. To reduce this effect, alternative source designs have been theorized. Specifically, introducing additional nanoscale layers at the source contact should facilitate the tunneling of charge carriers at the Fermi energy level with negligible TDDC. Here, we fabricate amorphous In2Ga2ZnO7tunnel-contact SGTs (TC-SGTs) with three times lower TDDC than polysilicon transistors with Schottky contacts. Numerical simulations help elucidate the control mechanisms. We show that the potential profile across the semiconductor in the bulk of the source-gate overlap region determines injection current, and the introduction of a thin interfacial layer at the contact reduces the role of the contact metal work function (WF) in current control and associated temperature effects. This device architecture adds improved thermal stability to the long list of SGT benefits, including low voltage saturation, power-efficient operation, high intrinsic gain, device-to-device uniformity, and robustness to mechanical and electrical stress.
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DOI：
10.1002/advs.202101473
发表时间：
2021-10
期刊：
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
影响因子：
--
作者：
Wang G;Zhuang X;Huang W;Yu J;Zhang H;Facchetti A;Marks TJ
通讯作者：
Marks TJ
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DOI：
--
发表时间：
2013
期刊：
European Solid-State Device Research Conference
影响因子：
--
作者：
R. Sporea;A. S. Alshammari;S. Georgakopoulos;J. Underwood;M. Shkunov;S. Silva
通讯作者：
S. Silva
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影响因子：
4.9
作者：
S. Choi;Seohyeon Kim;Jungkyu Jang;Jungmok Kim;D. M. Kim;Sung;H. Mo;Seung Min Lee;D. Kim
通讯作者：
D. Kim
DOI：
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
作者：
R. Sporea;K. Jayawardena;M. Constantinou;M. Ritchie;Alistair Brewin;W. Wright;S. Silva
通讯作者：
S. Silva
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DOI：
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发表时间：
2011
期刊：
Device Research Conference
影响因子：
--
作者：
R. Sporea;J. Shannon;S. Silva
通讯作者：
S. Silva