溝道層工藝條件對IZO薄膜晶體管穩(wěn)定性的影響及機理研究.pdf

1、本論文研究分析了射頻磁控濺射制備溝道層的工藝條件對氧化物薄膜晶體管穩(wěn)定性的影響。實驗中以不同的溝道層工藝條件制備了銦鋅氧化物薄膜晶體管(IZO-TFT)，其中由射頻磁控濺射法沉積IZO溝道層和Al2O3介質層，真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁電極，器件呈底柵層錯結構，整體工藝溫度低于100℃，與柔性電子學相兼容。在溝道層濺射時間為8min，氧分壓為0.24 Pa時器件性能最優(yōu)，飽和遷移率為5.52 cm2/V·s，閾值電壓為6.09 V，亞閾值擺幅

2、為0.54 V/dec，開關比3×106。在實驗范圍內增加溝道層濺射時間(7.5，8.0，8.5 min)，TFT轉移特性曲線逐漸朝“左上方”移動，而增加氧分壓轉移特性曲線向“右下方”移動。不僅如此，溝道層厚度和制備氧分壓兩個參數(shù)也同樣影響著相應TFT的穩(wěn)定性。
　　改變IZO薄膜的制備氧分壓，可以明顯調制薄膜及相應TFT的性能。通過對單層薄膜的表征可知，所制備的IZO薄膜皆為非晶結構，表面平整(方均根粗糙度最小僅為0.36 nm

3、)，可見光區(qū)平均透射率達87％，并且隨著氧分壓增加，薄膜的表面形貌先變好后變差，而透光性逐漸變好。對比制備氧分壓分別為0.16Pa和0.24 Pa兩個薄膜晶體管在干燥箱放置一個月前后的性能變化，發(fā)現(xiàn)0.16 Pa的器件場效應遷移率從8.14 cm2/V·s減小到了2.60 cm2/V·s，閾值電壓正向漂移了3.45 V，開關比和亞閾值擺幅也有了一定程度的惡化，反觀0.24 Pa的器件相對穩(wěn)定了很多。因此，IZO制備過程中的氧分壓越高，器