非晶ZnTiSnO薄膜的制備及薄膜晶體管性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、非晶氧化物半導(dǎo)體(AOS)材料具有高遷移率、與柔性襯底兼容和可大面積沉積等優(yōu)點,已作為薄膜晶體管(TFT)的溝道層被應(yīng)用于顯示器領(lǐng)域。與已產(chǎn)業(yè)化的InGaZnO非晶氧化物TFT比較,ZnSnOTFT具有無In、廉價、無毒等優(yōu)勢。然而ZnSnO中存在較高的缺陷態(tài)濃度導(dǎo)致器件性能差,需要添加第四種元素作為載流子抑制劑以提高器件性能。此外,AOS TFT不僅能應(yīng)用于顯示器領(lǐng)域,在紫外探測、生物傳感、氣敏等傳感領(lǐng)域也表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,是AOS

2、TFT技術(shù)的另一個重點研究方向。
  本文采用溶液燃燒法在低溫條件下制備了非晶ZnTiSnO(a-ZTTO)薄膜,結(jié)果顯示Ti摻雜后薄膜的形貌發(fā)生了巨大變化,由連續(xù)致密的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成凸起峰和凹陷坑相互交錯組成的絨面結(jié)構(gòu),有望應(yīng)用于傳感領(lǐng)域。且Ti作為載流子抑制劑,能有效降低薄膜中VO的數(shù)量。
  隨后以上述薄膜作為溝道層制備了a-ZTTO TFT器件,探索了二次退火、溝道尺寸、Ti摻雜量對器件的電學(xué)性能影響。實驗結(jié)果表明二次退

3、火處理確實能有效降低薄膜界面缺陷態(tài)密度以提高器件的電學(xué)性能,而溝道寬長比的減少導(dǎo)致器件性能明顯退化。我們還發(fā)現(xiàn)適量的Ti摻雜有利于優(yōu)化器件的電學(xué)性能并提高其穩(wěn)定性。當(dāng)Zn/Ti=30∶1時,器件的性能表現(xiàn)最優(yōu):Ion/Ioff=3.54×105,μFE=0.77cm2V-1s-1, Vth=2.14V, SS=1.13V/decade。
  此外,我們還分析了a-ZnSnO TFT對365 nm的紫外光響應(yīng)和恢復(fù)情況,發(fā)現(xiàn)柵壓可以

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