基于溶液法的金屬氧化物薄膜晶體管工藝及性能研究.pdf

1、金屬氧化物薄膜晶體管(Metal Oxide Thin film Transistors，MOTFTs)因在其在未來大尺寸、高幀率和高分辨率的平板顯示器中巨大的潛在應(yīng)用價值而受到研究者們的廣泛關(guān)注。金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管技術(shù)存在諸多優(yōu)點,包括高載流子遷移率、高光學(xué)透過率和低工藝溫度等。本文以基于溶液法制備以高介電常數(shù)的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)為絕緣層，氧化銦（In2O3）為有源層的金屬氧化物薄膜晶體管為研究課題，以制備出高遷移率與低驅(qū)動電壓的高

2、性能薄膜晶體管為目標(biāo)，研究了溶液法制備的氧化鋁與聚(4-乙烯基苯酚)（Poly(4-vinyphenol)，PVP）納米復(fù)合結(jié)構(gòu)絕緣層以及修飾層對器件性能的改變，以及基于溶液法和燃燒合成法制備氧化銦半導(dǎo)體層的器件的性能。具體研究內(nèi)容包括：
　　1.基于Al2O3與PVP納米復(fù)合結(jié)構(gòu)絕緣層及所制備的TFT器件性能研究。采用Al2O3與PVP納米復(fù)合結(jié)構(gòu)絕緣體作為絕緣層，研究了不同PVP濃度對絕緣層的界面形貌以及電學(xué)性能的影響，并通過

3、制備的并五苯TFT器件研究了納米復(fù)合結(jié)構(gòu)絕緣層對薄膜晶體管器件性能的影響。當(dāng)PVP濃度為10％有最高的器件性能，其載流子遷移率為0.27cm2/(V·s)，電流開關(guān)比為3.1×104。隨后使用聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA）作為納米復(fù)合結(jié)構(gòu)絕緣層的修飾層，研究了修飾層對絕緣層性能的影響，所制得的器件載流子遷移率最高達(dá)到0.49cm2/(V·s)，電流開關(guān)比為7.8×104。
　　2.基于溶

4、液法制備金屬氧化物有源層的TFT性能研究。分別研究了不同的熱處理溫度以及使用燃燒合成法工藝對氧化銦薄膜和器件性能的影響。使用溶液法時，當(dāng)熱處理溫度為350℃時，制備的氧化銦薄膜晶體管器件性能為器件的遷移率為0.57cm2/(V·s)，同時器件的電流開關(guān)比達(dá)到了3.5×104。通過使用燃燒合成法工藝，在金屬氧化物前驅(qū)體溶液中添加燃料，利用燃料在熱處理過程中的放熱反應(yīng)，可以大幅降低有源層熱處理溫度。利用該方法，制備出的器件遷移率為0.23c