Robust SiO<sub>2</sub> gate dielectric thin films prepared through plasma-enhanced atomic layer deposition involving di-sopropylamino silane (DIPAS) and oxygen plasma: Application to amorphous oxide thin film transistors
저자
Choi, Yoo-Jin ; Bae, Seung-Muk ; Kim, Jae-Hwan ; Kim, Eui-Hyun ; Hwang, Hee-Soo ; Park, Jeong-Woo ; Yang, Heesun ; Choi, Eunsoo ; Hwang, Jin-Ha
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학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
1556-1565(10쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>DIPAS (di-isopropylamino silane, H<SUB>3</SUB>Si[N(C<SUB>3</SUB>H<SUB>7</SUB>)<SUB>2</SUB>]) and O<SUB>2</SUB> plasma were employed, using plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD), to deposit silicon oxide to function as the gate dielectric at low temperature, i.e., below 200°C. The superior amorphous SiO<SUB>2</SUB> thin films were deposited through the self-limiting reactions of atomic layer deposition with a deposition rate of 0.135nm/cycle between 125 and 200°C. PEALD-based SiO<SUB>2</SUB> thin layer films were applied to amorphous oxide thin film transistors constructed from amorphous In-Ga-Zn-O (IGZO) oxide layers, which functioned as channel layers in the bottom-gated thin film transistor (TFT) structure, with the aim of fabricating transparent electronics. The SiO<SUB>2</SUB> gate dielectric exhibited the highest TFT performance through the fabrication of heavily doped n-type Si substrates, with a saturation mobility of 16.42cm<SUP>2</SUP>/V·s, threshold voltage of 2.95V and large on/off current ratio of 3.69 × 10<SUP>8</SUP>. Ultimately, the highly doped Si was combined with the ALD-based SiO<SUB>2</SUB> gate dielectric layers, leading to a saturation mobility of 16.42cm<SUP>2</SUP>/V·s, threshold voltage of 2.95V, S-slope of 0.1944, and on/off current ratio of 3.69 × 10<SUP>8</SUP>. Semi-transparent and transparent TFTs were fabricated and provided saturation mobilities of 22.18 and 24.29cm<SUP>2</SUP>/V·s, threshold voltages of 4.18 and 2.17V, S-slopes of 0.1944 and 0.1945, and on/off current ratios of 9.63 × 10<SUP>8</SUP> and 1.03 × 10<SUP>7</SUP>, respectively.</P>
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