制備工藝對(duì)非晶銦錫鋅氧化物薄膜晶體管的性能影響研究.pdf

1、基于柔性基片的薄膜晶體管(TFTs)是實(shí)現(xiàn)柔性電子器件的關(guān)鍵組成部分，由于其在開(kāi)發(fā)先進(jìn)光電器件方面的重大作用而成為未來(lái)不可或缺的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。近年來(lái)，由于非晶氧化物半導(dǎo)體(AOS)具有較寬光禁帶(3.5eV)、良好的導(dǎo)電性(103Ωcm-1)和較高的光透率(80％)等優(yōu)勢(shì)而廣泛應(yīng)用于薄膜晶體管(TFTs)中,大有替代傳統(tǒng)Si系列TFTs的趨勢(shì)，成為下一代平板顯示器的前景材料。尤其以非晶銦錫鋅氧化物(a-ITZO)為有源層的TFTs更是吸引了

2、人們眾多的注意力。目前，濺射是TFTs器件的主要制備方式，改變制備工藝參數(shù)可以有效改善器件的性能。
　　本論文就 TFTs器件制備工藝的改變對(duì)器件電氣性能及穩(wěn)定性的影響展開(kāi)研究，主要對(duì)影響TFTs器件性能優(yōu)化的器件結(jié)構(gòu)、有源層組成成分、源/漏電極之間接觸電阻和柵介質(zhì)材料等因素進(jìn)行了詳細(xì)且系統(tǒng)地研究及分析，提出了造成器件不穩(wěn)定性的因素以及調(diào)整制備工藝條件對(duì)器件性能影響的理論依據(jù)；并以硅作為襯底，采用不同直流(DC)磁控濺射功率和Ar

3、/O2流量比制備了基于a-ITZO有源層的TFTs器件。經(jīng)過(guò)對(duì)器件進(jìn)行電氣性能及穩(wěn)定性的測(cè)試，結(jié)果表明不同濺射功率和氧氣含量主要通過(guò)改變溝道層和絕緣層接觸面之間陷阱密度(Nt)以及溝道內(nèi)載流子濃度(Nd)等因素，進(jìn)而對(duì)TFTs器件的性能產(chǎn)生影響：i)采用不同濺射功率制備的器件，在80W下顯示出優(yōu)秀的電氣性能：0.16V/dec的亞閾值擺幅(S.S)、-3.60V的開(kāi)啟電壓(VON)、-1.87V的閾值電壓(VTH)和高達(dá)7.77×108

4、的電流開(kāi)關(guān)比(ION/IOFF)。與此同時(shí)，在負(fù)向偏置壓力下，該器件也顯示出最強(qiáng)的電氣穩(wěn)定性。ii)采用不同氧含量制備的器件，在氧含量為30%時(shí)顯示出最優(yōu)質(zhì)的電氣性能：最小的S.S=0.18V/dec、最低的開(kāi)啟電壓VON=-3.00V和閾值電壓VTH=-2.35V以及高達(dá)1.15×109的ION/IOFF和43.88 cm2V-1s-1的μFE。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了制備工藝變更對(duì)優(yōu)化a-ITZO TFTs性能的可行性，進(jìn)而為今后得出合理的制