原子层沉积工艺促进的场效应晶体管载流子迁移率提升，通过纳米级ZnO/IGO异质结

低温（≤400 °C）可堆叠的氧化物半导体作为单体三维集成的上层晶体管成分具有良好的前景。原子层沉积（ALD）方法提供了低缺陷、高质量的半导体氧化物通道层，并能准确控制化学成分和物理厚度，以及在纳米级沟槽结构上的优良步骤覆盖。在此，我们报告了一种在三元铟镓锌氧化物系统中使用ALD技术的高迁移率异质结晶体管。异质结通道结构由一个10纳米厚的铟镓氧化物（IGO）层作为有效的输送层和一个3纳米厚的宽带隙ZnO层组成。通过调整In/Ga比例和减少ZnO薄膜的物理厚度，形成了二维电子气。一个ZnO/In0.83Ga0.17O1.5异质结通道的场效应晶体管（FET）表现出63.2 ± 0.26 cm2/V s的最高场效应迁移率，0.26 ± 0.03 V/dec的低亚阈值栅摆幅，-0.84 ± 0.85 V的阈值电压，以及9 × 108的ION/OFF比。该表现超越了单一In0.83Ga0.17O1.5通道的FET（载流子迁移率约41.7 ± 1.43 cm2/V s）。此外，栅极偏压应力测试结果表明，具有ZnO/In1-xGaxO1.5（x = 0.25和0.17）异质结通道的FET比具有单一In1-xGaxO1.5（x = 0.35，0.25和0.17）通道的FET稳定得多。根据化学表征和技术计算机辅助设计模拟，进行相关讨论。