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文檔簡介
1、顯示技術(shù)的發(fā)展對薄膜晶體管(TFTs)提出了更高的要求。要求高性能的同時要求高透光率且可與柔性襯底集成。金屬氧化物TFT具有優(yōu)于非晶硅及有機(jī)薄膜晶體管的性能,且其可見光透過率高,獲得了廣泛研究。目前大部分氧化物TFT都采用真空沉積技術(shù)制備,如磁控濺射、脈沖激光沉積等,設(shè)備依賴性強(qiáng)、成本高。為降低成本,氧化物TFT溶液法制備也得到了發(fā)展,但均需要高溫退火。為了能與柔性襯底兼容,溶液法制備氧化物TFT的低溫工藝亟待研究與開發(fā)。本論文圍繞氧化
2、物薄膜及納米纖維的溶液法制備及柔性ZnO-TFT的集成進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
本文利用鋅氨絡(luò)離子溶液在較低溫度(<100℃)退火下即可轉(zhuǎn)變?yōu)閆nO的特點(diǎn),制備了單層非晶ZnO薄膜,厚度約為7nm,可見光透過率達(dá)~90%。在此基礎(chǔ)上,采用SiO2作柵介質(zhì)在p+Si襯底上集成得ZnO-TFT,200℃退火工藝下所得器件場效應(yīng)遷移率達(dá)0.428 cm2/V·s,開啟電流達(dá)28μA,亞閾值擺幅2.62 V/dec,開關(guān)比大于104,為n型增
3、強(qiáng)型。
TFT的穩(wěn)定性是實(shí)際應(yīng)用的最大難題之一。器件不穩(wěn)定會造成閾值電壓漂移、驅(qū)動電流減小等,需要更復(fù)雜的電路來穩(wěn)定像素性能。研究表明無鈍化的底柵結(jié)構(gòu)氧化物TFT會由于溝道背表面/環(huán)境氣氛的相互作用而造成器件的操作不穩(wěn)定。本文中我們采用光刻膠保留的方法使溝道上部光刻膠做直接鈍化層,大大提高了器件的穩(wěn)定性。本文亦研究了不同退火氣氛及退火溫度對器件性能及穩(wěn)定性的影響。
柵介質(zhì)對器件性能有重要影響,目前ZnO-TFT的工作
4、電壓一般在幾十伏特。為減小操作電壓、降低功耗,需采用超薄柵介質(zhì)或者介電常數(shù)高(high-k)的柵介質(zhì)來增大電容。本文研究了原子層淀積技術(shù)制備high-k材料氧化鋁的性能。200℃所得氧化鋁薄膜絕緣性能良好,介電常數(shù)達(dá)8.4。采用氧化鋁做柵介質(zhì)的器件相比SiO2做柵介質(zhì)的器件閾值電壓減小,開關(guān)比增加。
柔性顯示具有輕薄便攜可彎曲的特性,且與卷對卷(roll-to-roll)工藝結(jié)合可大大降低生產(chǎn)成本。本文采用聚酰亞胺(PI)做襯
5、底進(jìn)行了其上ZnO-TFT的集成并研究了新型退火技術(shù)-微波退火對器件性能的影響。所得RTP退火器件表現(xiàn)出較好的柵壓調(diào)控能力及飽和特性。微波退火有利于器件性能的提高,載流子遷移率及開關(guān)比增大、亞閾值擺幅減小,所得器件亞閾值擺幅S為1.82V/dec,飽和遷移率為3.4×10-4 cm2/V·s,閾值電壓VT為6.92V,開關(guān)比為4.8×103。
氧化物納米結(jié)構(gòu)由于其特有的壓電、氣敏等性質(zhì)使得其在壓電發(fā)電機(jī)、氣體傳感器、壓電場效應(yīng)
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