多孔SiO2为栅介质的IGZO基双电层薄膜晶体管

摘要

cqvip:薄膜晶体管的低电压操作一直是研究者期待解决的问题。双电层电容具有巨大的电容,被认为是低功耗电子器件有希望的候选材料。我们以磁控溅射技术沉积多孔SiO_(2)固态电解质薄膜为介质层,制备了铟镓锌氧(InGaZnO:IGZO)基双电层薄膜晶体管(EDLT)。多孔SiO_(2)薄膜表现出大的双电层电容(0.2μF/cm^(2)),具有大的栅极调控作用。因此,IGZO基EDLT可以工作在<1V的栅极电压下。以铟镓锌氧InGaZnO(IGZO)为代表的氧化物半导体具有宽带隙(3.4eV)、高载流子迁移率、对可见光透明、可大面积均匀成膜、以及可低温甚至室温成膜(因而可在柔性衬底上制备)等特点,因此对柔性、透明、和可穿戴电子特别有利。基于IGZO的薄膜晶体管在平板显示器上已经得到了商业化应用,但是目前主要的挑战是功耗大。双电层薄膜晶体管(EDLT)由于其电解质具备丰富的可移动离子,在外加栅压的作用下,可移动的离子发生定向漂移,在栅电极/电解质和电解质/半导体的界面积累,形成双电层(EDL)。