安徽大學(xué)“雙一流”建設(shè)“電子材料與器件集成”學(xué)科領(lǐng)域再添新成果
（物理與材料科學(xué)學(xué)院）近期，安徽大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院何剛教授課題組在鍺基場效應(yīng)器件界面調(diào)控、高遷移率薄膜晶體管構(gòu)筑及邏輯電路應(yīng)用探索方面取得系列進(jìn)展。
在Ge MOSFET中，實現(xiàn)熱力學(xué)穩(wěn)定、無費(fèi)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(lǐng)域的前沿課題。何剛教授課題組基于ALD技術(shù)構(gòu)筑了不同堆疊次序的Al2O3/HfO2的疊層?xùn)牛瑯?gòu)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(shù)進(jìn)入非硅CMOS時代，繼續(xù)延續(xù)摩爾定律發(fā)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(fā)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(huán)保的水溶液法制備了新型HfGdOx高k柵介質(zhì)薄膜，構(gòu)筑了低壓驅(qū)動的In2O3/HfGdOxTFTs器件，表現(xiàn)出11.2 cm2V-1s-1的遷移率及4.1×106的開關(guān)比，并基于此構(gòu)建了可用于邏輯電路的低壓操作的反相器，其表現(xiàn)出高增益及良好的全擺幅特性。在此基礎(chǔ)上，課題組利用Ca摻雜實現(xiàn)對溝道層氧化銦氧空位的有效調(diào)控，成功構(gòu)筑InCaOx/HfGdOx薄膜晶體管和高增益的反相器，足以驅(qū)動集成電路中的信號持續(xù)傳播。此項工作對低溫構(gòu)筑低能耗柔性場效應(yīng)器件的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義和科學(xué)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(fā)表在微電子器件領(lǐng)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(xué)基金及校內(nèi)開放基金專項資金的經(jīng)費(fèi)支持，為學(xué)校“雙一流”建設(shè)主學(xué)科方向“電子材料與器件集成”再添新成果。
