低電壓InGaZnO雙電層薄膜晶體管及其閾值電壓調控.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構等優(yōu)勢，在平板顯示和傳感器領域具有廣泛的應用價值。傳統(tǒng)致密的柵介質通常具有較小的電容，導致IGZO TFT的工作電壓較高（通常大于10V），這限制了IGZO TFT在便攜式產品中的應用。SiO2和Al2O3質子導體膜能夠在柵介質/半導體界面處形成大的雙電層電容（EDLC）（≥1μFcm-2），以SiO2和Al2O3質子導體膜為柵介質的IGZO雙

2、電層薄膜晶體管（IGZO EDLT）的工作電壓能降到3V以內。本文主要包括以下內容：
　?。?）通過等離子體化學氣相沉積制備SiO2和Al2O3質子導體膜，SiO2質子導體膜的EDLC高達4.6μFcm-2，Al2O3質子導體膜的EDLC高達1μFcm-2。研究了工作氣壓對Al2O3質子導體膜的EDLC的影響，工作氣壓40Pa下制備的Al2O3質子導體膜有較好的性能。
　?。?）使用SiO2質子導體膜為柵介質，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溝道層厚度調控閾值電壓。采用兩步掩膜法制備的IGZO EDLT的工作電壓≤2V，實現(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。
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4、研究了不同工作氣壓下制備的Al2O3質子導體膜柵介質對IGZO EDLT工作電壓的影響。10Pa和20Pa的工作氣壓下制備的Al2O3質子導體膜為柵介質的IGZO EDLT的工作電壓分別為14V和10V，不能實現(xiàn)低電壓工作。40Pa工作氣壓下制備的Al2O3質子導體膜為柵介質的IGZO EDLT具有3V的低工作電壓。通過改變溝道厚度調控了Al2O3質子導體膜為柵介質的IGZO EDLT的閾值電壓，當溝道厚度由45nm減少到8nm，閾值電