Em particular, eles são transistores de película fina amorfos de óxido de índio e gálio (a-IGZO) que estão sendo propostos para uma forma de DRAM, onde a densidade da memória pode ser aumentada empilhando os transistores.
O problema é que a resistência da interface entre os eletrodos metálicos e o canal IGZO pode ser excessiva.
Sabe-se que a introdução de hidrogênio na interface pode causar alterações que reduzem permanentemente essa resistência da interface, e maneiras de difundir o gás através das camadas superiores até as interfaces foram encontradas anteriormente, de acordo com a Tokyo Tech, mas são processos de várias etapas. e são impraticáveis com transistores de película fina empilhados.
A equipe de Tóquio escolheu o paládio como metal de contato da fonte e do dreno, que é excepcionalmente bom na absorção de hidrogênio entre seus átomos.
Enquanto os eletrodos chegam à superfície das camadas em algum lugar próximo ao transistor, o paládio atua como um pavio, conduzindo hidrogênio para as interfaces cruciais do interior do metal.
“Este método requer um metal que tenha uma alta taxa de difusão de hidrogênio e solubilidade de hidrogênio para encurtar os tempos de pós-tratamento e reduzir as temperaturas de processamento”, disse o pesquisador Masatake Tsuji, do Centro de Pesquisa MDX para Estratégia de Elementos da Tokyo Tech. “Utilizamos o paládio porque ele cumpre a dupla função de catalisar a dissociação e o transporte do hidrogênio, tornando-o o material mais adequado para injeção de hidrogênio em semicondutores de óxido amorfo em baixas temperaturas, mesmo em contatos internos profundos.”
Em uma prova de conceito, transistores de película fina IGZO com eletrodos de paládio de película fina foram fabricados e tratados termicamente a 150°C por 10 minutos em uma atmosfera de 5% de hidrogênio.
“Os testes revelaram que a resistência de contato dos TFTs foi reduzida em duas ordens de grandeza. Além disso, a mobilidade do portador de carga aumentou de 3.2cm2/V/s para quase 20cm2/V/s”, segundo a universidade. “Além disso, este método preservou a estabilidade dos TFTs, sugerindo que não há efeitos colaterais devido à difusão do hidrogênio nos eletrodos.”
Além disso, a equipe escolheu ZnO-SiO2 como uma camada de passivação sobre os transistores por sua capacidade de bloquear impurezas e água dos canais, e também de bloquear o hidrogênio para que o paládio fosse a única rota para a interface.
O trabalho é publicado como 'Abordagem para formação de baixa resistência de contato em interface enterrada em transistores de película fina de óxido: utilização da via de hidrogênio mediada por paládio' em ACS Nano.