制備工藝對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)是實現柔性電子器件的關鍵組成部分，由于其在開發(fā)先進光電器件方面的重大作用而成為未來不可或缺的網絡技術。近年來，由于非晶氧化物半導體(AOS)具有較寬光禁帶(3.5eV)、良好的導電性(103Ωcm-1)和較高的光透率(80％)等優(yōu)勢而廣泛應用于薄膜晶體管(TFTs)中,大有替代傳統(tǒng)Si系列TFTs的趨勢，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器件電氣性能及穩(wěn)定性的影響展開研究，主要對影響TFTs器件性能優(yōu)化的器件結構、有源層組成成分、源/漏電極之間接觸電阻和柵介質材料等因素進行了詳細且系統(tǒng)地研究及分析，提出了造成器件不穩(wěn)定性的因素以及調整制備工藝條件對器件性能影響的理論依據；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。經過對器件進行電氣性能及穩(wěn)定性的測試，結果表明不同濺射功率和氧氣含量主要通過改變溝道層和絕緣層接觸面之間陷阱密度(Nt)以及溝道內載流子濃度(Nd)等因素，進而對TFTs器件的性能產生影響：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的開啟電壓(VON)、-1.87V的閾值電壓(VTH)和高達7.77×108

4、的電流開關比(ION/IOFF)。與此同時，在負向偏置壓力下，該器件也顯示出最強的電氣穩(wěn)定性。ii)采用不同氧含量制備的器件，在氧含量為30%時顯示出最優(yōu)質的電氣性能：最小的S.S=0.18V/dec、最低的開啟電壓VON=-3.00V和閾值電壓VTH=-2.35V以及高達1.15×109的ION/IOFF和43.88 cm2V-1s-1的μFE。通過實驗驗證了制備工藝變更對優(yōu)化a-ITZO TFTs性能的可行性，進而為今后得出合理的制