特に、それらは、DRAMの形態として提案されているアモルファスインジウムガリウム酸化物(a-IGZO)薄膜トランジスタであり、トランジスタを積層することによって記憶密度を高めることができる。
問題は、金属電極と IGZO チャネル間の界面の抵抗が過剰になる可能性があることです。
東工大によれば、界面に水素を導入すると、この界面抵抗を永続的に低減する変化を起こすことが知られており、ガスを上層から界面まで拡散させる方法は以前に発見されているが、それらは多段階のプロセスであり、積層された薄膜トランジスタでは実用的ではありません。
東京のチームは、ソースとドレインの接触金属としてパラジウムを選択しました。パラジウムは、その原子の間で水素を吸収するのが異常に優れています。
電極がトランジスタの近くのどこかの層の表面に来る限り、パラジウムは芯として機能し、金属の内部から重要な界面に水素を伝導します。
「この方法では、後処理時間を短縮し、処理温度を下げるために、高い水素拡散速度と水素溶解度を備えた金属が必要です」と東京工業大学 MDX 元素戦略研究センターの研究員 辻正武氏は述べています。 「パラジウムは水素の解離と輸送を触媒するという二重の役割を果たすため、パラジウムを利用しました。これにより、パラジウムは、深い内部コンタクトであっても、低温でのアモルファス酸化物半導体への水素注入に最適な材料となっています。」
概念実証では、薄膜パラジウム電極を備えた IGZO 薄膜トランジスタを作製し、150% 水素雰囲気中で 10℃、5 分間の熱処理を行いました。
「テストの結果、TFT の接触抵抗が 3.2 桁減少したことが判明しました。さらに、電荷キャリアの移動度は 2cm20/V/s から 2cmXNUMX/V/s 近くまで増加しました」と大学は述べています。 「さらに、この方法では TFT の安定性が維持され、電極内の水素拡散による副作用がないことが示唆されました。」
余談ですが、チームはZnO-SiOを選択しました2 チャネルからの不純物や水をブロックする能力と、パラジウムが界面への唯一の経路となるように水素をブロックする能力を備えたトランジスタ上のパッシベーション層として使用されます。
この研究は、「酸化物薄膜トランジスタの埋め込み界面での低接触抵抗形成へのアプローチ：パラジウム媒介水素経路の利用」としてACS Nanoに掲載されました。