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基于氧化铟锡的无结低电压薄膜晶体管
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN321.5[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]湖南大学微纳光电子器件教育部重点实验室,长沙410082
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号:2007CB310500)和国家自然科学基金(批准号:10874042)资助的课题.
中文摘要:

在室温下制备了基于氧化铟锡(ITO)的底栅结构无结薄膜晶体管.源漏电极和沟道层都是同样的ITO薄膜材料,没有形成传统的源极结和漏极结,因而极大的简化了制备流程,降低了工艺成本.使用具有大电容的双电荷层SiO2作为栅介质,发现当ITO沟道层的厚度降到约20nm时,器件的栅极电压可以很好的调控源漏电流.这些无结薄膜晶体管具有良好的器件性能:低工作电压(1.5V),小亚阈值摆幅(0.13V/dec)、高迁移率(21.56cm2/V·s)和大开关电流比(1.3×106).这些器件即使直接在大气环境中放置4个月,器件性能也没有明显恶化:亚阈值摆幅保持为0.13V/dec,迁移率略微下降至18.99cm2/V·s,开关电流比依然大于106.这种工作电压低、工艺简单、性能稳定的无结低电压薄膜晶体管非常有希望应用于低能耗便携式电子产品以及新型传感器领域.

英文摘要:

Bottom-gate junctionless thin-film transistors (TFFs) based on indium-tin-oxide (ITO) are fabricated at room temperature. Source/drain electrodes and channel layer are the same ITO thin films without source/drain junction formation, hence the fabrication process is greatly simplified and the fabrication cost is reduced. We employ electric-double-layer (EDL) Sit2 with large capacitance as the gate dielectric, and find that the drain current can be effectively modulated by the gate bias when the thickness of ITO film decreases to about 20 nm. These junctionless TFTs show excellent electrical performances with a small subthreshold swing of 0.13 V/dec, a high mobility of 21.56 cm2/V.s and a large on/off ratio of 1.3 × 106. The performances of these junctionless TFTs do not show significant degradation even after 4 months in air ambient, the subthreshold swing is still 0.13 V/dec, the mobility slightly decreases to 18.99 cm2/V-s and the on/off ratio is still larger than 106. Such TFTs are very promising for the applications in low-cost low-power portable electronic products and novel sensors.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876