Suppression in the Negative Bias Illumination Instability of ZnSnO Thin-Film Transistors Using Hafnium Doping by Dual-Target Magnetron Cosputtering System

材料科学 薄膜晶体管 兴奋剂 阈值电压 空位缺陷 分析化学(期刊) 光电子学 晶体管 凝聚态物理 电气工程 电压 纳米技术 化学 物理 冶金 图层(电子) 工程类 色谱法
作者
Chuanxin Huang,Jun Li,Yi-Zhou Fu,Jianhua Zhang,Xue-Yin Jiang,Zhilin Zhang
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:63 (9): 3552-3557 被引量:22
标识
DOI:10.1109/ted.2016.2589240
摘要

In this paper, the highly improved negative bias illumination stress (NBIS) stability of zinc-tin-oxide (ZTO) thin-film transistors (TFTs) is achieved by Hf doping, using dual-target magnetron cosputtering system. Compared with a large negative threshold voltage shift (ΔV T ) of 9 V in pristine ZTO TFT, the Hf-doped ZTO TFTs shows superior stability and device D only shows 1.9 V negative ΔV T under the same NBIS. The enhancement in NBIS stability of Hf-doped ZTO TFTs is attributed to a lower oxygen vacancy concentrations and a fewer interface trap states suppressed by Hf ion. The decrease of oxygen vacancy concentrations and interface trap states are confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy measurement and capacitance voltage (C-V) measurement, respectively. It is consistent with trap density extracted from temperature-dependent field-effect measurements, which verifies further the factor of the improvement of in NBIS stability of Hf-doped ZTO TFTs.
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