氧化物隨即存儲(chǔ)器因其較長(zhǎng)的保持時(shí)間和有利于三維堆疊的優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)際學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注點(diǎn)，其中In₂O₃-基薄膜晶體管由于其高遷移率而備受關(guān)注。In₂O₃中氧的不穩(wěn)定性直接影響到器件的可靠性，為克服這一問題，傳統(tǒng)的Ga或Zn摻雜需要較高的摻雜濃度，在提升器件可靠性的同時(shí)減低了遷移率。因此，需要提出更新的氧化物半導(dǎo)體材料體系，突破In₂O₃-基薄膜晶體管的遷移率和可靠性制約問題。

針對(duì)這一問題，微電子所高頻高壓中心研究團(tuán)隊(duì)提出了一種通過GeO₂和In₂O₃共濺射的方法，利用GeO₂主動(dòng)消耗氧空位的機(jī)制，制備了Ge摻雜的InGeO薄膜晶體管。研究人員通過材料表征，對(duì)其進(jìn)行了遷移率和可靠性測(cè)試，證明了該材料體系可以大大提升器件的可靠性，同時(shí)不過度損失In₂O₃的本征遷移率，在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了GeO₂對(duì)氧空位的消耗作用。通過自主搭建的“可變光電流法（VPM）”測(cè)試系統(tǒng)，表征了Ge摻雜對(duì)In₂O₃深能級(jí)缺陷的調(diào)控。根據(jù)該機(jī)理，研究人員得到了突破遷移率、可靠性制約的InGeO薄膜晶體管。

????該研究成果以題為“Ge-doped In₂O₃: First Demonstration of Utilizing Ge as Oxygen Vacancy Consumer to Break the Mobility/Reliability Tradeoff for High Performance Oxide TFTs”入選2024年VLSI會(huì)議，并做口頭報(bào)告。微電子所王嘉義助理研究員、白子恒助理研究員為共同第一作者，王盛凱研究員、李泠研究員為通訊作者。

(a) (b) Ge摻雜與傳統(tǒng)的摻雜調(diào)控In₂O₃-基薄膜晶體管性能的比較；

InGeO TFT的(c) 轉(zhuǎn)移特性曲線和(d) 正偏壓、(e) 負(fù)偏壓可靠性；

(f) 本研究與國(guó)內(nèi)外其它研究結(jié)果對(duì)比