使用低温溶液工艺制备高性能金属氧化物薄膜晶体管（TFT）可以促进柔性和可穿戴电子设备的应用。然而，在低温下开发高度稳定的氧化物栅极电介质一直是一个具有挑战性的问题，因为在低温处理的栅极电介质中存在大量的残留杂质和有缺陷的键合状态，从而导致较大的滞后和不稳定性。近日，韩国中央大学Sung Kyu Park和成均馆大学Yong-Hoon Kim团队报道了一种新的方法，可通过镁（Mg）掺杂有效去除残留杂质并抑制低温处理（180°C）AlO_x栅极介电层中的相关偶极子紊乱。Mg具有较高的氧空位形成能（E_vo = 9.8 eV）和低的标准还原电位（E₀ = -2.38 V），可以抑制氧空位缺陷并改善操作稳定性。因此，通过适当控制金属氧化物（MO）膜中的Mg浓度，可以在不进行额外处理的情况下轻松抑制与氧有关的缺陷，从而获得出色的操作稳定性。通过在InO_x沟道层中使用最佳的Mg掺杂浓度（10％），Mg:InO_x TFT表现出可忽略的顺时针方向磁滞，且场效应迁移率大于4 cm² V^-1 s^-1。此外，通过源自Mg掺杂的Mg扩散改善了具有高杂质的低温处理AlO_x栅极电介质的电特性，从而在稳定性测试中导致稳定的阈值电压偏移。

Jae Sang Heo, Seong-Pil Jeon, Insoo Kim, Woobin Lee, Yong-Hoon Kim, Sung Kyu Park. Suppression of Interfacial Disorders in Solution-Processed Metal-Oxide Thin-Film-Transistors by Mg Doping. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019.

DOI：10.1021/acsami.9b17642

原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.9b17642