Fluorine-passivated In2O3 thin film transistors with improved electrical performance via low-temperature CF4/N2O plasma

材料科学 薄膜晶体管 X射线光电子能谱 光电子学 阈值电压 电介质 电子迁移率 异质结 退火(玻璃) 栅极电介质 兴奋剂 等离子体 晶体管 分析化学(期刊) 远程等离子体 氧化物 纳米技术 电压 化学工程 化学气相沉积 化学 电气工程 图层(电子) 复合材料 冶金 工程类 物理 量子力学 色谱法
作者
Jie Zhang,Adam Charnas,Zehao Lin,Dongqi Zheng,Zhuocheng Zhang,Pai-Ying Liao,Dmitry Zemlyanov,Peide D. Ye
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:121 (17) 被引量:17
标识
DOI:10.1063/5.0113015
摘要

In this Letter, we report the electrical performance improvement of indium oxide (In2O3) thin film transistors (TFTs) via a low-temperature CF4/N2O plasma treatment. It is found that the fluorination via CF4/N2O plasma can reduce the excessive electrons in the In2O3 channel more effectively compared to the oxidative annealing, providing the same low off-currents at a lower temperature of 200 °C, while the hydrogenation could not give rise to the off-current reduction. The fluorinated In2O3 TFTs with a channel thickness of 3.5 nm, a HfO2 dielectric thickness of 3.5 nm, and a channel length ranging from 80 nm to 1 μm demonstrate markedly improved electrical performances, including a high field effect mobility of 72.8 cm2/V s, a more positive threshold voltage, a higher on/off current ratio of ∼106, a smaller subthreshold swing below 200 mV/dec, and a higher stability to both negative and positive gate biases. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirms the fluorine incorporation in In2O3/HfO2 heterojunction upon CF4/N2O plasma, speculatively passivating the oxygen vacancies and explaining TFT performance enhancement. This study suggests that the anion doping such as fluorine incorporation could be an effective method to improve the performance of oxide semiconductor TFTs with ultrathin channel and dielectric.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
fuguier发布了新的文献求助10
1秒前
文静的笑阳完成签到,获得积分10
2秒前
哈哈完成签到 ,获得积分10
2秒前
研友-wbg-LjbQIL完成签到,获得积分10
2秒前
三七二十一完成签到 ,获得积分10
2秒前
WilliamYuan应助谦让的芝采纳,获得10
4秒前
满意的灵枫完成签到 ,获得积分10
4秒前
6秒前
小木子完成签到,获得积分20
7秒前
dzjin完成签到,获得积分10
8秒前
min完成签到 ,获得积分10
8秒前
叶95完成签到 ,获得积分10
9秒前
222123完成签到,获得积分10
11秒前
WY关闭了WY文献求助
11秒前
lee1992发布了新的文献求助10
12秒前
我是弱智先帮我完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
lq完成签到 ,获得积分10
13秒前
zzhc完成签到,获得积分10
14秒前
大个应助IM元采纳,获得10
14秒前
武雨寒发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
PEIfq完成签到 ,获得积分10
17秒前
二狗发布了新的文献求助10
17秒前
谦让的芝完成签到,获得积分10
18秒前
思源应助谦让的芝采纳,获得10
22秒前
FR完成签到,获得积分10
22秒前
Minguk完成签到,获得积分10
23秒前
大Lee完成签到,获得积分10
23秒前
简单妖妖完成签到 ,获得积分10
24秒前
SHUAI发布了新的文献求助10
27秒前
忧伤的鲜花完成签到,获得积分10
27秒前
小晶完成签到,获得积分10
34秒前
36秒前
36秒前
只争朝夕应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
哈基米应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
只争朝夕应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6359032
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8173002
关于积分的说明 17212025
捐赠科研通 5414024
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2865338
邀请新用户注册赠送积分活动 1842737
关于科研通互助平台的介绍 1690836