a-IZO 基薄膜晶体管的制备与性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈爱华 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010-05-30 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 曹鸿涛 |
| 关键词 | 薄膜晶体管 氧化铟锌 氧化钇 氧化铝 磁控溅射 |
| 中文摘要 | 氧化物半导体薄膜晶体管（TFT）具有制备温度低、载流子迁移率高、在可见光波段全透明以及光致性能衰变小等诸多优点，可以克服应用在现有显示器技术中的Si基TFT开口率小、光致性能退化、场效应迁移率低等问题。非晶氧化铟锌（a-IZO）是一种典型的宽禁带氧化物半导体材料，由其构成的TFT已有一些报道。但是，a-IZO薄膜的组分、厚度对TFT性能影响的研究，以及其与不同介质材料之间的匹配问题的研究还不是很清楚。为了制备高性能的全透明a-IZO TFT（TTFT），本文针对上述的问题进行了相应的研究，主要内容包括： 1. a-IZO薄膜作为沟道层时，其组分和厚度对TFT性能影响规律的研究 以热氧化Si片作为衬底，以SiO2为介质层，利用射频磁控溅射法沉积IZO沟道层，电子束蒸发沉积Ti/Au源漏电极，制备IZO TFT。通过XRD、EDX和光谱椭偏仪（SE）表征手段分析了IZO薄膜的结构、组分和厚度对TFT性能的影响。研究发现，IZO薄膜的晶体结构为非晶态，最佳组分（若表示成(In2O3)x(ZnO)1-x）为x~0.22，最佳厚度为114 nm。制备的a-IZO TFT的开关比、迁移率（μsat）、阈值电压（VTH）、亚阈值斜率（S）和关断电流分别为2.10×107、4.59 cm2/Vs、20.82 V、1.30 V/decade和1.40×10-11 A。 2. 不同介质材料/a-IZO TFT的制备与特性研究 为了制备高性能的TTFT，介质材料的选择及其与a-IZO材料匹配问题显得尤为重要，故本文研究了不同介质材料/a-IZO TFT的性能特性。 A. 聚酰亚胺/a-IZO TFT的制备与特性研究 选用ITO玻璃和价格低廉的聚酰亚胺（Polyimide）分别作为TFT的基板和介质层，制备出有机-无机杂化的TFT。器件表现良好的晶体管效益，其开关比、μsat、VTH、S分别是7.8×104、0.073 cm2/Vs、33 V、22.4 V/decade。但是，与纯无机材料构成的TFT比较，电学性能还是有较大的差距，主要是由于Polyimide具有低的介电常数以及其与IZO之间有着高的界面态密度。 B. Y2O3/a-IZO和Y2O3/Al2O3/a-IZO TTFT的制备与特性研究 为了制备TTFT，在ITO玻璃基片上，利用射频磁控溅射法沉积高k的Y2O3作为介质层，并改用高电导率IZO作为器件的源漏电极。TTFT的开关比、μsat、VTH、 a-IZO 基薄膜晶体管的制备与性能研究 ii S分别为4.44×106、38.77 cm2/Vs、2.03 V、162.73 meV/decade。为了降低TTFT的漏电流，在介质层Y2O3上又沉积了一层Al2O3薄膜，利用Y2O3/Al2O3复合层作为TTFT的介质层，使TTFT的电学性能有进一步的改进，其开关比、μsat、VTH、S分别为3.1×107、238.44 cm2/Vs、1.89 V、72.68 meV/decade。 C. Al2O3/a-IZO TTFT的制备与特性研究 利用Al2O3单独作为TTFT的介质层，制备出的TTFT表现出很好的电学性能，尤其是其迁移率达到了406.10 cm2/Vs，远超过现有的报道，具体原因还不清楚。以Y2O3或Al2O3作为介质层的TFTT在可见光波段的平均透过率都在80%以上。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-07-21 |
| 源URL | [http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/527]  |
| 专题 | 宁波材料技术与工程研究所_硕/博士论文成果 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈爱华. a-IZO 基薄膜晶体管的制备与性能研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：宁波材料技术与工程研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。