115年2-6-實作學生:材料系 【汪峽弘】

參賽序號：2-6

海報主題

Dual-Gate ZnSnO Thin-Film Transistors on Mica Substrates: Integration of N-doped (Al,Ta,Ti,Zr,Hf)Ox High-Entropy Dielectrics and UV Sensing Applications

系級

材料系

指導老師及參賽學生

指導老師：張高碩
參賽學生：汪峽弘

構想說明

在本研究中,我們開發了一種製作於雲母(mica)基板上的雙閘極 ZnSnO薄膜電晶體(TFT)。我們採用厚度為 15 nm 的氮摻雜 (Al,Ta,Ti,Zr,Hf)Ox高熵氧化物(high-entropy oxide, HEO)作為閘極介電層。
為了提升元件效能,我們將元件置於氮氣與氫氣的混合氣體中,在 350 °C下進行成形氣退火(forming gas annealing, FGA)。研究結果顯示,該HEO 介電材料具有約 64 的高介電常數(k)。經過 FGA 處理後,漏電流密度由約 10−7 A/cm2 顯著下降至約 10−11 A/cm2。此改善主要歸因於氫原子 對界面缺陷(例如懸掛鍵,dangling bonds)的鈍化作用。
該 TFT 展現出優異的電性表現,包括陡峭的次臨界擺幅(subthresholdswing, S.S.)0.09 V/dec、臨界電壓(threshold voltage, Vt)0.16 V,以及載子遷移率(mobility, μ)54 cm2·V−1·s−1。在紫外光感測應用方面,此元件同樣展現出優異效能,其光感測靈敏度高達 6.6 × 106,響應度(responsivity)則達到 9524 A/W。
此外,該材料具有 4.8 eV 的寬能隙(bandgap)。本研究證明結合高熵氧化物與 FGA 處理,是建構高效能光感測光電元件的一種非常有效的方法。

 

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