Diody Schottky’ego i tranzystory MESFET na bazie In-Ga-Zn-O z przezroczystą bramką Ru-Si-O

• Autorzy: Kaczmarski, J. , Grochowski, J. , Kamińska, E. , Taube, A. , Kozubal, M. , Jung, W. , Piotrowska, A. , Dynowska, E.

Warianty tytułu

EN

Schottky diodes and MESFET transistors with In-Ga-Zn-O active layer and transparent Ru-Si-O gate electrode

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (13 ; 05-09.06.2014 ; Darłówko Wschodnie ; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kontakty prostujące stanowią główny element w konstrukcji diod Schottky’ego i tranzystorów MESFET zapewniających niski pobór mocy układów scalonych i płaskich wyświetlaczy z aktywnymi matrycami. W niniejszej pracy proponujemy wytworzenie bariery Schottky’ego do a-IGZO w oparciu o przezroczysty tlenek przewodzący (ang. Transparent Conductive Oxide, TCO) Ru-Si-O. Skład atomowy i amorficzna mikrostruktura tego TCO są skuteczne w zapobieganiu reakcjom międzyfazowym w obszarze złącza, pozwalając na uniknięcie wstępnej obróbki powierzchni półprzewodnika. Kontakty Ru-Si-O/In-Ga-Zn-O zostały wykonane za pomocą reaktywnego magnetronowego rozpylania katodowego. Przedstawiamy wyniki badań nad wpływem składu chemicznego Ru-Si-O na właściwości elektryczne i optyczne kontaktu do a-IGZO. Określono okno procesowe wytwarzania Ru-Si-O, w którym warstwy tworzą przezroczystą barierę Schottky’ego do a-IGZO bez wstępnej obróbki powierzchni tego półprzewodnika. Przezroczysta bariera Schottky’ego została wykorzystana w konstrukcji tranzystora MESFET.

EN

In the following reposrt we propose utilization of transparenct conductive oxide as Schottky contact to transparent amorphous oxide semiconductor. Ru-Si-O Schottky contacts to In-Ga-Zn-O have been fabricated by means of reactive sputtering without neither any annealing processes nor semiconductor surface treatments. The ideality factor, effective Schottky barrier height and rectification ratio are equal to < 2, > 0.9 eV and 105 A/A, respectively. We employed Ru-Si-O/In-Ga-Zn-O Schottky barriers as gate electrodes for In-Ga-Zn-O metal-semiconductor field-effect transistors (MESFETs). MESFET devices exhibit on-to-off current ratio at the level of 103 A/A in a voltage range of 2 V and subthreshold swing equal to 420 mV/ dec. Channel mobility of 7,36 cm2/Vs was achieved.

Słowa kluczowe

PL

elektronika przezroczysta; In-Ga-Zn-O; amorficzne półprzewodniki tlenkowe; MESFET; bariera Schottky'ego

EN

transparent electronics; In-Ga-Zn-O; amorphous oxide semiconductors; MESFET; Schottky diode

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 9
• Strony: 24-26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Kaczmarski, J.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Grochowski, J.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Kamińska, E.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Taube, A.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Kozubal, M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Jung, W.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Piotrowska, A.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Dynowska, E.

• Instytut Fizyki PAN, Warszawa

Bibliografia

• [1] K. Nomura i in., Nature, vol. 432, pp. 488-492, 2004.
• [2] E. Fortunato i in., Advanced Materials, vol. 24, pp. 2945–2986, 2012.
• [3] T. Kamiya i in., Science and Technology of Advanced Materials, vol. 11, pp. 044305-1–23, 2010.
• [4] S.-J. Kim i in., Applied Physics Letters, vol. 100, pp. 103702-1-4, 2012.
• [5] L. J. Brillson, Y. Lu, Journal of Applied Physics, vol. 109, pp. 121301-1–33, 2011.
• [6] H. L. Mosbacker i in., Applied Physics Letters, vol. 87, pp. 012102-1–3, 2005.
• [7] M. W. Allen, S. M. Durbin, J. B. Metson, Applied Physics Letters, vol. 91, pp. 053512-1-3, 2007.
• [8] A. Chasin i in., Applied Physics Letters, vol. 101, pp. 113505-1–5, 2012.
• [9] M. Lorenz i in., Applied Physics Letters, vol. 97, pp. 243506-1–3, 2010.
• [10] D. H. Lee i in., Electron Device Letters, vol. 32, pp. 1695-1697, 2011.
• [11] H. Kim i in., Japanese Journal of Applied Physics, vol. 50, pp. 105702-1–3, 2011.
• [12] D. H. Lee i in., ECS Solid State Letters, vol. 1, pp. Q8, 2012.
• [13] E. Kaminska i in., Physica Status Solidi (c), vol. 2, pp. 1060–1064, 2005.
• [14] M. Tapajna i in., J. Appl. Phys., vol. 103, pp. 073702-1–12, 2008.
• [15] T.-C. Fung i in., J. Appl. Phys., vol. 106, pp. 084511-1–10, 2009.
• [16] S. M. Gasser, E. Kolawa, M.-A. Nicolet, Journal of Applied Phyics, vol. 86, pp. 1974–1981, 1999.
• [17] Z. C. Feng, „Handbook of Zinc Oxide and Related Materials: Volume Two, Devices and Nano-Engineering”, Taylor & Francis, Boca Raton, USA 2012.

Uwagi

PL

Badania były w części finansowane w ramach projektów Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka InTechFun (POIG.01.03.01-00-159/08) oraz Europejskiego Funduszu Społecznego, projekt „Program Rozwojowy Politechniki Warszawskiej”.

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-123