氮氧鋅薄膜的制備及其光電特性的研究.pdf

1、近些年以來(lái)，隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體薄膜材料在能源、信息、國(guó)防等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，尤其在平板顯示和太陽(yáng)能電池領(lǐng)域蘊(yùn)含著巨大的利用價(jià)值。薄膜材料是支撐科技信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，必將獲得更廣闊的發(fā)展空間。作為新型氧化物薄膜材料的代表之一，ZnON薄膜以其高載流子遷移率、優(yōu)良的光學(xué)和電學(xué)特性、高穩(wěn)定性、清潔無(wú)污染、原材料豐富等優(yōu)勢(shì)成為人們關(guān)注研究的焦點(diǎn)。本文通過(guò)制備ZnON薄膜，探究其最佳的工藝參數(shù)和制備條件，并對(duì)制備

2、的薄膜材料進(jìn)行性能表征。以ZnON薄膜為有源層制備ZnON基薄膜晶體管（ZnON-TFT），完成TFT工藝制備流程，對(duì)得到的ZnON-TFT電學(xué)特性進(jìn)行測(cè)量，探究不同制備條件對(duì)ZnON-TFT電學(xué)特性的影響。具體內(nèi)容分為以下三個(gè)部分：
　　首先，采用射頻磁控濺射鍍膜法制備ZnON薄膜，改變氧氮比、濺射功率和靶基距等制備參數(shù)，對(duì)制備的薄膜材料進(jìn)行光學(xué)特性、方阻、SEM等性能表征。結(jié)果表明氮氧比對(duì)薄膜光透過(guò)率的影響最大，隨著氮?dú)饬髁恐?/p>

3、漸增加，薄膜內(nèi)氮元素含量增加，透過(guò)率逐漸減少，禁帶寬度降低。同時(shí)，薄膜透過(guò)率還與濺射功率和靶基距有關(guān)，濺射功率增大，透過(guò)率減?。话谢嘣龃?，透過(guò)率增大。另外，方阻隨著氮元素含量的增加而減少。SEM圖表明實(shí)驗(yàn)制備ZnON薄膜表面比較平整。
　　其次，以ZnON薄膜為有源層，Si作為柵極，SiO2作為柵絕緣層，Mo作為源漏電極制備ZnON-TFT。以已含有SiO2層的重?fù)诫sP型Si作為襯底，先采用射頻磁控濺射鍍膜法制備80nm厚ZnO

4、N薄膜，再采用直流磁控濺射鍍膜法制備100nm厚Mo薄膜，經(jīng)過(guò)光刻、刻蝕等工藝后得到ZnON-TFT。
　　最后，對(duì)不同制備參數(shù)下ZnON-TFT進(jìn)行電學(xué)性能的測(cè)試。采用半導(dǎo)體測(cè)試儀測(cè)量TFT的轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線，將數(shù)據(jù)繪制成圖，提取TFT特性參數(shù)。結(jié)果表明，隨著氮?dú)饬髁亢蜑R射功率增加，ZnON-TFT載流子遷移率與開(kāi)關(guān)比先增大后減小，亞閾值擺幅先減小后增大。隨著靶基距的增加，遷移率和開(kāi)關(guān)比逐漸減小，亞閾值擺幅增大。得到最