《面向SOP的非易失性薄膜電晶體存儲器及其可靠性研究》是依託復旦大學，由丁士進擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向SOP的非易失性薄膜電晶體存儲器及其可靠性研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：丁士進
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目面向先進的系統面板（SOP）的套用，開展基於非晶態的銦鎵鋅氧化物（a-IGZO）溝道的非易失性薄膜電晶體（TFT）存儲器的原型器件的研究。擬以原子層澱積的介質薄膜和金屬納米點為關鍵材料，通過對器件物理機構的設計和材料的篩選，獲得具有特定空間結構和材料組成的電荷隧穿層、阻擋層以及電荷存儲媒介，以滿足SOP套用對低功耗和良好數據保持特性的TFT存儲器的性能要求。通過對存儲器原型器件的編程/擦除特性、電荷保持特性、耐受性以及高溫和偏壓應力下的電學可靠性進行研究，深入理解不同條件下存儲器的編程/擦除機理，以及器件性能發生退化的微觀機制，為設計新型物理結構TFT存儲提供理論依據，為製備高性能TFT存儲器提供技術路線。
結題摘要
系統面板（SOP）技術是將多種元件全部集成在同一個顯示面板上，以獲得高性能和低成本的系統。本項目針對先進SOP的套用需求，開展了基於非晶銦鎵鋅氧化物（a-IGZO）薄膜電晶體（TFT）的非易失性存儲器的研究。採用原子層澱積技術，研究了Pt、Ni納米顆粒的自組裝生長，獲得了高密度均勻分布的納米顆粒的理想生長條件；研究了SiO2、ZrO2、Al2O3及其疊層結構的電學性能以及介質中的導電機理；研究了金屬氧化物半導體ZnO、In2O3和摻Al2O3的ZnO的物理和化學特性。基於上述關鍵材料的研究，本項目進一步開展了以金屬納米晶（Pt、Ni）、陷阱介質（摻Zn的Al2O3）、氧化物半導體（IGZO、摻Al的ZnO）為電荷存儲媒介的a-IGZO TFT存儲器的研究，通過對各種電荷存儲媒介性能的評價，獲得了電可程式/擦除的a-IGZO TFT存儲器的解決方案，解決了國際上公認的a-IGZO TFT存儲器電擦除效率低，甚至無法電擦除的難題。譬如，採用高電子濃度的IGZO薄膜作為電荷存儲媒介，可以獲得工作電壓低、編程/擦除效率高、電可程式/擦除的a-IGZO TFT存儲器件，同時還具有多級存儲功能。基於Pt納米顆粒電荷存儲的a-IGZO TFT存儲器具有高效的紫外光擦除性能，因此在光擦除存儲器和紫外探測領域具有很好的套用前景。基於摻Zn的Al2O3電荷俘獲層的a-IGZO TFT存儲器在編程後具有非常好的電荷保持能力，因此可用於一次性可程式存儲器。同時，本項目還對存儲器原型器件的光電擦除效應進行了系統的研究，深入理解了單色光波長、柵極偏壓以及載流子傳輸三者之間的相互作用機制，為進一步開發和實現多功能a-IGZO TFT存儲器提供了理論依據。 自本項目實施以來，共發表SCI論文19篇，包括在電子器件領域國際一流期刊EDL和TED上發表論文6篇，在工程技術I區期刊JMCC上發表論文1篇，在APL和JAP上發表論文2篇。受邀在國際學術會議上做相關邀請報告6次。獲授權中國發明專利1件。
