双极性SnO薄膜晶体管

无滞回双极输运

通过界面工程协同钝化块体与界面缺陷，实现空穴和电子迁移率近乎对称的无滞回双极性操作，并在偏压应力下保持极小的阈值电压漂移。

Peng, Dai · Zening, Gao · Chaoran, Dong · Ning, Wang · Yiwen, Yao · Jialong, Song · Minghui, Liu · 王一鸣 · 张嘉炜 · 李玉香 · 辛倩 · 宋爱民

Applied Surface Science 2026

具体参数

滞回窗口

{'zh': '45', 'en': '45'} mV

空穴迁移率

{'zh': '1.9', 'en': '1.9'} cm2/V∙s

电子迁移率

{'zh': '2.0', 'en': '2.0'} cm2/V∙s

亚阈值摆幅

{'zh': '0.15', 'en': '0.15'} V/dec

开关比

{'zh': '10^4', 'en': '10^4'}

NBS阈值电压漂移

{'zh': '-57', 'en': '-57'} mV

PBS阈值电压漂移

{'zh': '122', 'en': '122'} mV

CMOS反相器电压增益

{'zh': '184', 'en': '184'} V/V

技术优势

滞回几乎消失

陷阱态钝化后，正反扫曲线几乎重合，滞回窗口低至45 mV，逻辑电路无需额外补偿。

空穴电子迁移率相当

空穴迁移率1.9 cm²/V·s，电子2.0 cm²/V·s，双极性输运对称，适合构建互补逻辑。

长时间偏压不漂移

10,000 s偏压应力后阈值漂移仅为−57 mV (NBS) 和 +122 mV (PBS)，电路工作点稳定。

应用场景

• 氧化物互补逻辑：对称双极性输运直接构建CMOS逻辑，无需异质集成n/p沟道。
• BEOL集成晶体管：低热预算工艺兼容后道互连层，实现逻辑与存储的3D集成。
• 后道工艺兼容器件：器件在BEOL热约束下仍保持无滞回、高稳定，可直接嵌入现有产线。
• CMOS反相器：用同一SnO TFT即可搭出高增益反相器，简化电路设计。