ALD InGaOx चैनल का उपयोग करते हुए एक नैनोशीट ऑक्साइड सेमीकंडक्टर FET 3-D एकीकृत उपकरणों के लिए

हमने ट्रांजिस्टर चैनल और इलेक्ट्रोड के लिए InGaOx (IGO) और InSnOx की परमाणु परत जमा (ALD) प्रक्रिया विकसित की है और एकल गेट (SG) IGO FETs में गतिशीलता, इलेक्ट्रोस्टेटिक्स, और विश्वसनीयता के बीच ट्रेडऑफ की जांच की है। सकारात्मक गेट बायस के बाद थ्रेशोल्ड वोल्टेज (Vₓ₇) में बदलाव विशेष रूप से उच्च Ga सांद्रता और पतले IGO चैनल उपकरणों में देखा गया, जिसे अव्याप्त ऑक्सीजन के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। हमने चैनल की मोटाई पर निर्भरता से सबथ्रेशोल्ड स्विंग (SS) मापन परिणामों का उपयोग करके इंटरफेस और बल्क राज्य घनत्व (D₈ₓ और N₁ₔ₋₊) को भी निकाला। D₈ₓ 1–2 10 ^11 cm ^-2 eV ^-1 के रूप में कम है, जिसका मतलब है कि IGO चैनल और HfO ₂ गेट डाइइलेक्ट्रिक के बीच दोष-रहित इंटरफेस का निर्माण। N₁ₔ₋₊ का Ga सांद्रता पर निर्भरता उच्च Ga सांद्रता उपकरणों में O ₂ डाइमर उत्पन्न होने के प्रभाव को दर्शाता है। स्वभाव ट्रेडऑफ को तोड़ने के लिए, हमने मल्टीगेट नैनोशीट (NS) IGO FETs का निर्माण किया और सामान्यतः OFF संचालन, उच्च गतिशीलता (> 30 cm ^2 /Vs), और उच्च विश्वसनीयता को प्रदर्शित किया। डबल-गेट (DG) IGO FET की ड्राइव करंट SG IGO FET की तुलना में 2.2 गुना अधिक है और गतिशीलता 1.2 गुना अधिक है, जो मल्टीचैनल संरचना और पैसिवेशन प्रक्रिया द्वारा अव्याप्त ऑक्सीजन की कमी के कारण है। SG और DG संरचना के बीच सकारात्मक बायस अस्थिरता (PBI) और नकारात्मक बायस अस्थिरता (NBI) क्षति में अंतर को SG और DG IGO FET के TCAD अनुकरण परिणामों के इलेक्ट्रिक फील्ड वितरण की तुलना करके चर्चा की गई। यह कार्य गतिशीलता, Vₓ₇, और SS के संदर्भ में पूर्ववर्ती ALD IGO FETs के बीच सबसे संतुलित प्रदर्शन दिखाता है, और ALD IGO चैनल का उपयोग करके भविष्य के 3-D बैक एंड ऑफ लाइन (BEOL) मोनोलीथिक और 3-D मेमोरी इंटीग्रेशन की संभावना को दर्शाता है।