En particular, son transistores amorfos de película delgada de óxido de indio y galio (a-IGZO) que se están proponiendo para una forma de DRAM, donde la densidad de la memoria se puede aumentar apilando los transistores.
El problema es que la resistencia de la interfaz entre los electrodos metálicos y el canal IGZO puede ser excesiva.
Se sabe que la introducción de hidrógeno en la interfaz puede generar cambios que reducen permanentemente la resistencia de esta interfaz, y según Tokyo Tech, anteriormente se han encontrado formas de difundir el gas a través de las capas superiores hasta las interfaces, pero son procesos de varios pasos. y no son prácticos con transistores de película delgada apilados.
El equipo de Tokio eligió el paladio como metal de contacto fuente y drenaje, que es inusualmente bueno para absorber hidrógeno entre sus átomos.
Mientras los electrodos llegan a la superficie de las capas en algún lugar cerca del transistor, el paladio actúa como una mecha, conduciendo hidrógeno a las interfaces cruciales desde el interior del metal.
"Este método requiere un metal que tenga una alta tasa de difusión de hidrógeno y solubilidad del hidrógeno para acortar los tiempos de postratamiento y reducir las temperaturas de procesamiento", dijo el investigador Masatake Tsuji, del Centro de Investigación MDX para Estrategia de Elementos de Tokyo Tech. "Utilizamos paladio porque cumple la doble función de catalizar la disociación y el transporte de hidrógeno, lo que lo convierte en el material más adecuado para la inyección de hidrógeno en semiconductores de óxido amorfo a bajas temperaturas, incluso en contactos internos profundos".
En una prueba de concepto, se fabricaron transistores de película delgada IGZO con electrodos de paladio de película delgada y se trataron térmicamente a 150 °C durante 10 minutos en una atmósfera de hidrógeno al 5 %.
“Las pruebas revelaron que la resistencia de contacto de los TFT se redujo en dos órdenes de magnitud. Además, la movilidad del portador de carga aumentó de 3.2 cm2/V/s a casi 20 cm2/V/s”, según la universidad. "Además, este método preserva la estabilidad de los TFT, lo que no sugiere efectos secundarios debido a la difusión de hidrógeno en los electrodos".
Además, el equipo eligió ZnO-SiO.2 como capa de pasivación sobre los transistores por su capacidad para bloquear impurezas y agua de los canales, y también para bloquear el hidrógeno, de modo que el paladio fuera la única ruta hacia la interfaz.
El trabajo se publica como 'Enfoque para la formación de baja resistencia de contacto en una interfaz enterrada en transistores de película delgada de óxido: utilización de la vía del hidrógeno mediada por paladio' en ACS Nano.