通过在非晶In–Ga–Zn–O薄膜晶体管中插入一层原子层沉积的非晶Zn–Sn–O中间层来降低接触电阻

本研究通过在非晶InGaZnO通道与源/漏电极间插入2 nm厚不同Sn浓度（42 at%和54 at%）的非晶ZnSnO中间层，显著降低了接触电阻（从2.48 Ω·cm降至0.74 Ω·cm），其中54 at% Sn的中间层因降低肖特基势垒和增强载流子注入效果更优，且该结构可有效抑制亚微米尺度下迁移率下降。

　　

在这项研究中，制备了薄膜晶体管，以探讨在非晶InGaZnO沟道与源/漏电极之间插入一层2纳米厚的非晶ZnSnO（a-ZTO）中间层（IL），其中Sn的浓度分别为42原子%和54原子%，对接触电阻（R_C）的影响。采用a-ZTO中间层后，接触电阻的宽度归一化值从2.48 Ω cm显著降低到0.74 Ω cm。与Sn浓度为42原子%的a-ZTO中间层相比，Sn浓度为54原子%的a-ZTO中间层使接触电阻降低得更多，这归因于较高Sn浓度下电子亲和力的增强，从而降低了肖特基势垒高度。2纳米厚的a-ZTO中间层通过增加隧穿概率来促进载流子的注入，这一点通过设备仿真得到了进一步验证，仿真还明确了活性层内的电流路径。在最佳设备条件下，当沟道长度（L）从50 μm减小到2 μm时，迁移率退化得到了有效缓解，迁移率下降了21.3%至5.3%。当沟道长度从2 μm减小到0.0625 μm时，技术计算机辅助设计仿真显示，中间层的插入有效地抑制了由于尺度效应引起的迁移率退化，即使在亚微米范围内也是如此。