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用于无锌BEOL电子器件的ALD W掺杂SnO$_2$ TFTs

应用物理 2026-04-14 v1 材料科学

摘要

本工作报告了兼容后端工艺(BEOL)的薄膜晶体管(TFT)器件,其在150°C下通过原子层沉积(ALD)制备亚10 nm掺杂钨氧化锡(TWO)通道。 investigated undoped SnOx_{\mathrm{x}}、undoped WOx_{\mathrm{x}}和浓度为5%和10% W掺杂SnOx_{\mathrm{x}}的TFTs。浓度为10%的W掺杂TFT表现出最佳的电荷控制和整体器件性能。经后制造O2_{\mathrm{2}}退火(300°C,5分钟)显著提升器件特性:亚阈值开关(SS)降低近乎2倍,Ion_{\mathrm{on}}/Ioff_{\mathrm{off}}比从10710^7提升至10910^9,滞后现象降低近乎3倍,正偏置应力引起的阈值位移降低超过2倍,降至4 MV/cm应力场下93 mV。采用GinestraTM^{\mathrm{TM}}进行的动力学蒙特卡罗模拟支持实验观察,并将偏置不稳定性归因于栅介质内的电荷捕获以及界面处的捕获。该工作表明,低温ALD制备的TWO TFTs作为一种前景光亮的无锌平台,适用于BEOL和单片3D集成。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.11333,
  title  = {ALD W-Doped SnO$_2$ TFTs for Indium-Free BEOL Electronics},
  author = {Mansi Anil Patil and Devarshi Dhoble and Shivaram Kubakaddi and Mamta Raturi and Marco A Villena and Gaurav Thareja and Saurabh Lodha},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.11333},
  year   = {2026}
}