InGaZno-TFT和InTiZno-TFT的制備及其性能研究.pdf

1、薄膜晶體管(Thin film transistors，TFT)是一種絕緣柵型場效應晶體管。近年來，對氧化物TFT的研究異軍突起并取得了很大的進展，這主要是因為氧化物TFT具有較高的載流子遷移率、較好的均勻性和較高的穩(wěn)定性等優(yōu)點，對推動有源矩陣的液晶顯示器(Liquid crystal display, LCD)和發(fā)光二極管(light-emitting diode，LED)等的發(fā)展具有重要作用，因此，開展對氧化物TFT的研究具有重要意

2、義。
　　 首先，本論文采用脈沖激光沉積設備制備了InGaZnO薄膜并研究了其性能隨氧氣壓強、靶材元素的比例和氧氣流量的變化。研究發(fā)現:在低氧氣壓強下制備的InGaZnO薄膜中，氧空位在InGaZnO薄膜中起散射作用，對薄膜的電學性能和光學性能影響較大;不同Zn濃度的薄膜均為非晶的，當元素比例為1:1:1時，薄膜具有最低的粗糙度和最小的顆粒尺寸。薄膜的載流子濃度和電阻率隨Zn濃度的增大而減小，薄膜的載流子遷移率隨Zn濃度的增大而

3、增大;薄膜的表面形貌和電學性質隨氧氣流量變化明顯。當氧氣流量為29.8 SCCM時，薄膜具有最佳的表面形貌和電學性質。
　　 其次，為了更好的研究TFT，我們研究了通過熱氧氧化方法生長了SiO2絕緣層。研究結果表明，1000℃生長1h的SiO2具有非常光滑的表面，且表現出了較好的介電性能和較低的漏電流，其完全符合制作TFT器件絕緣層的條件。
　　 然后，在研究InGaZnO薄膜的基礎上，成功制備了以SiO2為絕緣層的In

4、GaZnO-TFT。分別研究了退火、時間、氧氣壓強、Zn濃度和氧氣流量對器件性能的影響。研究發(fā)現:退火提高了器件的各個電學性能參數;器件的開關比和場效應遷移率隨時間先增大后減小，器件的閾值電壓和亞閾值擺幅隨著時間的延長一直在增大;不同Zn濃度下的InGaZnO-TFT電學性能相差較大，其中元素比例1∶1∶0.5和1∶1∶1的InGaZnO薄膜具有最佳的電學性能;氧氣壓強對InGaZnO-TFT的電學性能影響較大，器件的開關比和場效應遷移

5、率均隨氧氣壓強的增大先增大后減小，其中最佳的氧氣壓強為25 mTorr;器件的電學性能隨氧氣流量的增大先變好后變差，當氧氣流量為9.8 sccm時，TFT具有最好的電學性能，其開關比為1010。此器件的開關比優(yōu)于大多數國內外研究TFT器件的開關比。
　　 最后，在InGaZnO-TFT研究的基礎上，我們研究了以InTiZnO為有源層的TFT器件。分別研究了溝道層厚度、氧氣壓強和激光退火對器件的影響。研究發(fā)現:最佳的溝道層厚度為1