诱导生成纳米金属氧化物中间层的非晶硅掺杂氧化锡薄膜晶体管

薄膜晶体管 (TFT) 背板技术是液晶显示 (LCD)和有源矩阵发光二极管(AMOLED)等平板显示产业的基础技术和核心技术。其中器件的核心层为有源层，主要材料有非晶硅 (a-Si)、低温多晶硅 (LTPS)、有机半导体和金属氧化物半导体。a-Si TFT 的电学性能均匀性高且制备成本低是最早用于驱动LCD，但迁移率较低 (~1 cm²/V s)、实现高分辨率显示困难。LTPS TFT 的电子迁移率高 (50~150 cm²/V s)、但其工艺复杂、生产成本高和均匀性差等问题，导致难以实现大尺寸高分辨显示。金属氧化物半导体TFT 的迁移率较高 (10-100 cm²/Vs)、稳定性高、工艺简单、低温制备工艺、高透明、低成本和均匀性高等优点，适合于大尺寸、高分辨率、高刷新率等方面显示的需求。为了要满足大尺寸和高分辨等要求，器件中源/漏电极与有源层重叠区的接触电阻需要很小，提高电子在器件中传输。

图1. (a)Mo电极与STO薄膜能带结构示意图; (b)STO-TFT的高分辨截面扫描透射电子显微镜图。

近期，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室宁洪龙教授研究组在对提出利用前退火工艺在有源层掺硅氧化锡(STO) 薄膜上形成一层富氧层，在沉积金属电极Mo过程中诱导生成新生界面接触层。它不仅可以减少Mo元素向有源层中扩散，提高Mo电极与STO薄膜接触质量，形成欧姆接触，而且可以形成一层中间势垒层，有利于电子注入有源层，提高接触特性和减少信号延迟。

相关成果以《Induced nano-scale self-formedmetal-oxide interlayer inamorphous silicon tin oxide thinfilm transistors》为题，发表在Scientific Reports (Scientific Reports, 2018, 8, 4160, DOI:10.1038/s41598-018-22602-4)上，作者为Xianzhe Liu (刘贤哲), Hua Xu (徐华), Honglong Ning (宁洪龙), Kuankuan Lu (卢宽宽), Hongke Zhang (章红科), Xiaochen Zhang (张啸尘), RihuiYao (姚日晖), Zhiqiang Fang (方志强), Xubing Lu (陆旭兵) & Junbiao Peng (彭俊彪)。相关工作得到了国家重点研发计划 (项目编号:2016YFB0401504)、国家自然科学基金 (51771074, 51521002和U1601651)、国家重点基础研究发展规划项目计划(973计划, 项目编号:2015CB655004)、广东省自然科学基金资助项目(2016A030313459和2017A030310028)、广东省科技计划项目(2016B090907001, 2016A040403037, 2016B090906002和2017A050503002)和广州科技计划(201804020033)的资助。