金屬氧化物半導體元件及高介電閘極氧化層特性分析

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Title:	金屬氧化物半導體元件及高介電閘極氧化層特性分析
Authors:	張修福
Contributors:	光電與通訊學系
Keywords:	薄膜電晶體;高介電係數材料;電漿處理;氧化鉿鋁
Date:	2016
Issue Date:	2016-08-12 03:28:08 (UTC+0)
Publisher:	亞洲大學
Abstract:	本論文研究二氧化鉿參雜鋁來製作氧化鉿鋁高介電氧化層材料沉積，接著將兩種高介電氧化層材料用氧氣電漿與氮氣電漿表面處理來降低缺陷濃度。由電流-電壓與電容-電壓特性可看出其漏電流確實因此而有明顯地改善，再藉由XPS分析及各成分曲線擬合來驗證，證實沉積的二氧化鉿與氧化鉿鋁用氧氣電漿與氮氣電漿表面處理可降低缺陷密度，來改善絕緣層漏電流。將上述的二氧化鉿參雜鋁的氧化鉿鋁作為薄膜電晶體的閘極絕緣層，來製作底部閘極結構氧化銦鎵鋅薄膜電晶體(IGZO -TFTs)。從電性量測結果顯示閘極漏電流有明顯的降低，另外在無電漿處理的薄膜電晶體其臨界電壓(Vth)為1.41V、次臨界擺幅(S.S.)為870mV/dec、載子遷移率(μFE)為39.14 cm2/Vs，經氧氣電漿處理1.37V、次臨界擺幅(S.S.)為528mV/dec、載子遷移率(μFE)為17.86 cm2/Vs，經氮氣電漿處理1.72V、次臨界擺幅(S.S.)為520mV/dec、載子遷移率(μFE)為8.6 cm2/Vs，雖然經過電漿後載子遷移率會下降，但是次臨界擺幅(S.S.)會變好，此外電漿處理會讓元件變成平常關閉的狀態，具有省電的效果。
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