低電壓InGaZnO雙電層薄膜晶體管及其閾值電壓調(diào)控.pdf

1、InGaZnO薄膜晶體管（IGZO TFT），由于具有高遷移率、全透明、低溫制備和非晶溝道結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢，在平板顯示和傳感器領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。傳統(tǒng)致密的柵介質(zhì)通常具有較小的電容，導(dǎo)致IGZO TFT的工作電壓較高（通常大于10V），這限制了IGZO TFT在便攜式產(chǎn)品中的應(yīng)用。SiO2和Al2O3質(zhì)子導(dǎo)體膜能夠在柵介質(zhì)/半導(dǎo)體界面處形成大的雙電層電容（EDLC）（≥1μFcm-2），以SiO2和Al2O3質(zhì)子導(dǎo)體膜為柵介質(zhì)的IGZO雙

2、電層薄膜晶體管（IGZO EDLT）的工作電壓能降到3V以內(nèi)。本文主要包括以下內(nèi)容：
　　（1）通過等離子體化學(xué)氣相沉積制備SiO2和Al2O3質(zhì)子導(dǎo)體膜，SiO2質(zhì)子導(dǎo)體膜的EDLC高達(dá)4.6μFcm-2，Al2O3質(zhì)子導(dǎo)體膜的EDLC高達(dá)1μFcm-2。研究了工作氣壓對Al2O3質(zhì)子導(dǎo)體膜的EDLC的影響，工作氣壓40Pa下制備的Al2O3質(zhì)子導(dǎo)體膜有較好的性能。
　?。?）使用SiO2質(zhì)子導(dǎo)體膜為柵介質(zhì)，通過兩步掩膜法

3、和一步掩膜法沉積溝道和源-漏極，制備IGZO EDLT，并改變IG ZO溝道層厚度調(diào)控閾值電壓。采用兩步掩膜法制備的IGZO EDLT的工作電壓≤2V，實(shí)現(xiàn)了低電壓工作，隨著溝道厚度由91nm減少到40nm，閾值電壓由0.22V增加到0.75 V。采用一步掩膜法制備的不同溝道厚度的IGZO EDLT，其工作電壓為1.5V，同樣實(shí)現(xiàn)了低電壓工作，隨著溝道厚度由45nm減少到8nm，閾值電壓由-0.64V增加到0.65V。
　?。?）

4、研究了不同工作氣壓下制備的Al2O3質(zhì)子導(dǎo)體膜柵介質(zhì)對IGZO EDLT工作電壓的影響。10Pa和20Pa的工作氣壓下制備的Al2O3質(zhì)子導(dǎo)體膜為柵介質(zhì)的IGZO EDLT的工作電壓分別為14V和10V，不能實(shí)現(xiàn)低電壓工作。40Pa工作氣壓下制備的Al2O3質(zhì)子導(dǎo)體膜為柵介質(zhì)的IGZO EDLT具有3V的低工作電壓。通過改變溝道厚度調(diào)控了Al2O3質(zhì)子導(dǎo)體膜為柵介質(zhì)的IGZO EDLT的閾值電壓，當(dāng)溝道厚度由45nm減少到8nm，閾值電