Interface scattering dominated carrier transport in hysteresis-free amorphous InGaZnO thin film transistors with high-k HfAlO gate dielectrics by atom layer deposition
Interface scattering dominated carrier transport in hysteresis-free amorphous InGaZnO thin film transistors with high-k HfAlO gate dielectrics by atom layer deposition
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通过原子层沉积采用高 k HfAlO 栅极电介质的无磁滞非晶 InGaZnO 薄膜晶体管中界面散射主导载流子传输
DOI：
10.1088/1361-6641/ac3e05
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发表时间：
2021-11
影响因子：
1.9
通讯作者：
Junming Liu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ting Huang;Yan Zhang;Haonan Liu;Ruiqiang Tao;Chunlai Luo;Yushan Li;Cheng Chang;Xubing Lu;Takeo Minari;Junming Liu
抽象。在这项工作中，我们系统地研究了载流子输运的无掺杂非晶InGaZnO（a-IGZO）薄膜晶体管（TFT）纳入高k（HfO 2）。X.（Al2O3）。y.通过原子层沉积形成具有不同成分和介电常数的栅极。证明了介电表面形貌主导的界面散射载流子输运机制，并发现了介电极化和界面态对电荷陷阱效应可忽略的高质量栅控TFT器件载流子迁移率的影响。因此，由具有最光滑表面的（HfO 2）0.5（Al 2 O3）0.5电介质选通的a-IGZO TFT在18.35 cm 2 V-1 s-1的优选场效应迁移率、0.105 V decade-1的小亚阈值摆幅、4.6的高开/关电流比方面表现出最佳性能。×。106，并且在正偏置应力下具有优异的稳定性。
Abstract. In this work, we systematically investigated the carrier transport of hysteresis-free amorphous InGaZnO (a-IGZO) thin film transistors (TFTs) incorporating high-k (HfO2). x. (Al2O3). y. gate dielectrics with different composition and permittivity by atomic layer deposition. A dielectric surface morphology dominated interface scattering carrier transport mechanism is demonstrated, and the effect of the dielectric polarization and the interface states on the carrier mobility is discovered in TFT devices gated by high quality dielectrics with negligible charge trap effect. Accordingly, an a-IGZO TFT gated by (HfO2)0.5(Al2O3)0.5 dielectric with the smoothest surface exhibits the best performance in terms of a preferable field-effect mobility of 18.35 cm2 V−1 s−1, a small subthreshold swing of 0.105 V decade−1, a high on/off current ratio of 4.6 . × . 106, and excellent stability under positive bias stress.
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