氮掺杂异质沟道层非晶氧化物薄膜晶体管的性能研究

"氮掺杂异质沟道层的非晶氧化物薄膜晶体管" 本文是一篇关于氮掺杂异质沟道层的非晶氧化物薄膜晶体管（AOS TFTs）的研究论文，由上海交通大学电子工程系的研究团队完成。论文中提到，这种新型的晶体管采用了双层堆叠通道结构（Double-Stacked Channel Layers, DSCL），主要由氮掺杂的非晶InGaZnO（a-IGZO:N）和InZnO（a-IZO:N）薄膜组成，这可以是a-IGZO:N/a-IZO:N或a-IZO:N/a-IGZO:N的组合。 氮掺杂在半导体材料中的应用主要是为了提高其电性能。在本研究中，氮掺杂不仅增强了非晶氧化物的稳定性，还促进了双导电通道的形成，从而显著提升了晶体管的场效应迁移率（Field-Effect Mobility, µFE）。场效应迁移率是衡量半导体材料中电荷载流子在电场作用下移动速度的一个关键参数，高的迁移率意味着器件在相同电压下能更快地开关。 实验结果显示，采用a-IZO:N/a-IGZO:N结构的晶体管表现出了优异的电气性能，其场效应迁移率达到了15.0 cm²·V⁻¹·s⁻¹，亚阈值摆幅（Subthreshold Swing, SS）为0.5 V/dec，阈值电压（Threshold Voltage, VTH）为1.5 V，开/关电流比（ION/IOFF）高达1.1×10⁸。这些数值表明，这种晶体管具有良好的开关特性，适用于高速和低功耗的电子设备。 此外，该研究还关注了氮掺杂异质沟道层的非晶氧化物薄膜晶体管的稳定性。经过测试，这些晶体管在长时间工作后表现出较小的阈值电压漂移（VTH shift），例如，VTH漂移仅为1.5 V，-0.5 V，这表明它们在实际应用中的长期可靠性。 氮掺杂异质沟道层的非晶氧化物薄膜晶体管是一种有前景的新型电子器件，其出色的电性能和稳定性使得它在显示技术、传感器阵列、逻辑电路等领域有着广泛的应用潜力。未来的研究可能会进一步优化氮掺杂的比例和制备工艺，以实现更高效、更稳定的薄膜晶体管。