A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Low-Temperature Atomic Layer Deposition of High-k SbOx for Thin Film Transistors (2022)


Yang, J., Bahrami, A., Ding, X., Zhao, P., He, S., Lehmann, S., Laitinen, M., Julin, J., Kivekäs, M., Sajavaara, T., & Nielsch, K. (2022). Low-Temperature Atomic Layer Deposition of High-k SbOx for Thin Film Transistors. Advanced Electronic Materials, 8(7), Article 2101334. https://doi.org/10.1002/aelm.202101334


JYU-tekijät tai -toimittajat


Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajatYang, Jun; Bahrami, Amin; Ding, Xingwei; Zhao, Panpan; He, Shiyang; Lehmann, Sebastian; Laitinen, Mikko; Julin, Jaakko; Kivekäs, Mikko; Sajavaara, Timo; et al.

Lehti tai sarjaAdvanced Electronic Materials

ISSN2199-160X

eISSN2199-160X

Julkaisuvuosi2022

Ilmestymispäivä04.03.2022

Volyymi8

Lehden numero7

Artikkelinumero2101334

KustantajaWiley-VCH Verlag

JulkaisumaaSaksa

Julkaisun kielienglanti

DOIhttps://doi.org/10.1002/aelm.202101334

Julkaisun avoin saatavuusAvoimesti saatavilla

Julkaisukanavan avoin saatavuusOsittain avoin julkaisukanava

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX)https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/82795


Tiivistelmä

SbOx thin films are deposited by atomic layer deposition (ALD) using SbCl5 and Sb(NMe2)3 as antimony reactants and H2O and H2O2 as oxidizers at low temperatures. SbCl5 can react with both oxidizers, while no deposition is found to occur using Sb(NMe2)3 and H2O. For the first time, the reaction mechanism and dielectric properties of ALD-SbOx thin films are systematically studied, which exhibit a high breakdown field of ≈4 MV cm−1 and high areal capacitance ranging from 150 to 200 nF cm−2, corresponding to a dielectric constant ranging from 10 to 13. The ZnO semiconductor layer is integrated into a SbOx dielectric layer, and thin film transistors (TFTs) are successfully fabricated. A TFT with a SbOx dielectric layer deposited at 200 °C from Sb(NMe2)3 and H2O2 presents excellent performance, such as a field effect mobility (µ) of 12.4 cm2 V−1 s−1, Ion/Ioff ratio of 4 × 108, subthreshold swing of 0.22 V dec−1, and a trapping state (Ntrap) of 1.1 × 1012 eV−1 cm−2. The amorphous structure and high areal capacitance of SbOx boosts the interface between the semiconductor and dielectric layer of TFT devices and provide a strong electric field for electrons to improve the device mobility.


YSO-asiasanatatomikerroskasvatusohutkalvotantimonioksiditkylmäfysiikkatransistorit

Vapaat asiasanatatomic layer deposition; high-k dielectric; low temperature; oxide semiconductor; ToF-ERDA


Liittyvät organisaatiot

JYU-yksiköt:


Hankkeet, joissa julkaisu on tehty


OKM-raportointiKyllä

Raportointivuosi2022

JUFO-taso2


Viimeisin päivitys 2024-03-04 klo 19:05