利用磁控濺射和溶膠-凝膠法制備ZnO-TFT及相關因素的研究.pdf

1、本論文首先用磁控濺射制備了ZnO薄膜,并用該薄膜制備了ZnO-TFT,為了提升器件的性能,論文從退火溫度和薄膜厚度等方面對ZnO-TFT進行了研究。最后用溶膠凝膠法制備了ZnO-TFT,比較了溶膠凝膠法與磁控濺射制備工藝的優(yōu)缺點。
　　 (1)我們首先研究了不同退火溫度對器件性能的影響。實驗中用磁控濺射制備了ZnO薄膜,首先對ZnO薄膜經(jīng)過300℃、400℃和500℃退火,不同的薄膜經(jīng)過XRD和AFM表征后,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過不同溫度退火

2、后,薄膜都結晶良好,薄膜的晶粒尺寸隨著退火溫度的升高不斷增大,三種薄膜都有很好的致密性。然后我們再在三種薄膜上鍍上電極制備了TFT器件,經(jīng)過比較,隨著退火溫度從300℃升高到500℃,器件的遷移率從0.8×10-2cm2/Vs上升到5.0×10-2 cm2Ns,開關比從3×102提高到2.8×103,閾值電壓從34V降低到26V。
　　 (2)在研究不同厚度對器件性能影響中,我們用磁控濺射分別制備了48nm,60nm和72nm的

3、不同厚度的ZnO薄膜,這些薄膜都經(jīng)過500℃的退火。薄膜經(jīng)過SEM表征,可以清晰看到不同厚度的ZnO薄膜都具有良好的結晶。然后用這些不同厚度的薄膜制備成TFT器件。經(jīng)過測試,隨著ZnO薄膜的厚度從72nm減小到48nm,ZnO-TFT器件的遷移率從6.9×10-2cm2/Vs上升到2.12×10-1cm2/Vs,開關比都在4.2×102左右,閾值電壓也不斷下降。說明ZnO薄膜的厚度減小能提高器件的性能。
　　 (3)最后我們應用

4、溶膠凝膠法制備了ZnO薄膜,薄膜分別經(jīng)過300℃和500℃退火,經(jīng)過XRD和SEM表征,薄膜在500℃退火后的結晶程度明顯好于300℃,隨著退火溫度的升高,薄膜中的晶粒尺寸也在不斷增大。用這兩種薄膜做的器件對比中,隨著退火溫度從300℃上升到500℃,器件的遷移率1.28×10-3cm2/Vs提高2.42×10-2cm2/Vs,開關比變化不大,在4.0×102左右,閾值電壓從21V下降到了5V。在分別應用了磁控濺射制備工藝和溶膠凝膠法制