寧波材料所在無結薄膜晶體管領域取得重要進展

發布時間：2011-11-25 01:33 原文鏈接：寧波材料所在無結薄膜晶體管領域取得重要進展

　　最近，國外科研人員報道了一種新型的無結納米線晶體管(Nature Nanotechnology. 5, 225 (2010)）。這種晶體管源極和漏極與溝道區之間沒有結的存在。相比傳統的結型晶體管，無結晶體管的源極、漏極與溝道共用一根重摻雜的硅納米線，從而大大簡化了傳統器件的制備工藝并降低了器件的制作成本。遺憾的是，這種無結晶體管通常都是基于多柵的非平面硅納米線器件結構，工藝上實現起來還需要在絕緣硅襯底（SOI）上利用電子束光刻（EBL）來制作硅納米線。到目前為止還沒有推廣到低成本氧化物半導體和薄膜晶體管。

　　中科院寧波材料技術與工程研究所所屬新能源所的萬青研究員課題組首次在氧化物體系中制備出高性能的無結共平面柵薄膜晶體管。只要簡單地控制磁控濺射ITO的薄膜厚度，就可以一次性完成晶體管的源極、漏極、溝道和柵極的沉積，實現了真正意義上的無結共平面柵薄膜晶體管。

　　圖1(a)顯示了無結透明共平面柵薄膜晶體管的制備工藝圖。圖1(b)顯示了器件的透光率以及測試過程中的光學顯微照片。在可見光波長范圍內（400nm-700nm），該無結共平面柵薄膜晶體管的透光率達到了80%。圖2顯示了具有不同ITO薄膜厚度(20nm,40nm,80nm)的無結透明共平面柵薄膜晶體管的轉移曲線和輸出曲線。結果表明，當ITO薄膜厚度減小到約20nm時，無結薄膜晶體管顯示出良好的柵壓調控電流的能力。該器件工作在耗盡型模式下，亞閾值斜率為174mV/dec，電流開關比高達1.3×107。

　　有關結果發表在《應用物理快報》上【Applied Physics Letters, 99, 193502(2011)】。