安徽大學“雙一流”建設“電子材料與器件集成”學科領域再添新成果
（物理與材料科學學院）近期，安徽大學物理與材料科學學院何剛教授課題組在鍺基場效應器件界面調控、高遷移率薄膜晶體管構筑及邏輯電路應用探索方面取得系列進展。
在Ge MOSFET中，實現熱力學穩定、無費米能級釘扎的新型高k柵與Ge-MOSFET器件，一直是微電子器件研究領域的前沿課題。何剛教授課題組基于ALD技術構筑了不同堆疊次序的Al2O3/HfO2的疊層柵，構筑了Ge-MOS原型器件。該研究工作將為鍺材料替代硅材料，推動微電子技術進入非硅CMOS時代，繼續延續摩爾定律發展提供了解決方案。該成果以“Interface Chemistry and Dielectric Optimization of TMA-Passivated high-k/Ge Gate Stacks by ALD-Driven laminated Interlayer”為題發表在Applied Materials & Interfaces（https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c02963）。2017級碩士研究生王蝶為該文的第一作者，何剛教授為該論文的通訊作者。
此外，課題組基于環保的水溶液法制備了新型HfGdOx高k柵介質薄膜，構筑了低壓驅動的In2O3/HfGdOxTFTs器件，表現出11.2 cm2V-1s-1的遷移率及4.1×106的開關比，并基于此構建了可用于邏輯電路的低壓操作的反相器，其表現出高增益及良好的全擺幅特性。在此基礎上，課題組利用Ca摻雜實現對溝道層氧化銦氧空位的有效調控，成功構筑InCaOx/HfGdOx薄膜晶體管和高增益的反相器，足以驅動集成電路中的信號持續傳播。此項工作對低溫構筑低能耗柔性場效應器件的發展具有重要的指導意義和科學價值。此研究成果分別以“Eco-Friendly Fully Water-Driven HfGdOxGate Dielectrics and Its Application in Thin Film Transistors and Logic Circuits” 和Performance Modulation in All-Solution-Driven InGaOx/HfGdOxThin film Transistors and Exploration in Low-Voltage-Operated Logic Circuits為題發表在微電子器件領域頂尖期刊IEEE Transactions on Electron Devices (DOI:10.1109/TED.2019.2963224; DOI:10.1109/TED.2020.3012592)。
上述研究工作得到了國家自然科學基金及校內開放基金專項資金的經費支持，為學校“雙一流”建設主學科方向“電子材料與器件集成”再添新成果。
