非晶銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管（Amorphous Indium Gallium Zinc Oxide Thin Film Transistor,a-IGZO TFT）憑著遷移率高、均一性好、可透明化和可柔性化等優(yōu)點,常用于大面積制備和柔性顯示,在顯示區(qū)域有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α１菊撐母鶕?jù)氧化鋁絕緣層可在金屬鋁上陽極氧化生長的特點和無機絕緣層耐壓性高的特點,研究陽極氧化法對于器件漏電流的減小及主要性能的優(yōu)化。在器件的各層薄膜中,主要研究絕緣層和有源層的特性。實驗中首先對TFT器件的絕緣層單層薄膜進(jìn)行研究。論文中采用4種不同的陽極氧化電解溶液和5種不同陽極氧化工藝制備氧化鋁薄膜,采用不同氧分壓和濺射功率來制備a-IGZO薄膜。為了研究陽極氧化相比其它工藝對漏電流的優(yōu)化,制備了基于不同工藝下絕緣層為聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate,PMMA）的TFT器件,用于對比實驗。由于器件性能不只有絕緣層決定,在不同陽極氧化工藝下制備器件,完成對TFT器件的優(yōu)化。實驗發(fā)現(xiàn)由于電解質(zhì)溶液決定了陽極氧化薄膜的類型,酸性溶液生成多孔型,中性和堿性溶液生成壁壘型,實驗發(fā)現(xiàn)中性溶液下器件... 

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平板顯示器主要類型隨著生活質(zhì)量的提高，對于設(shè)備顯示性能要求的增加，平板顯示的器件主要

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文18驗中，我們往往對器件的要求是更高的電流開關(guān)比，可以使得器件的開態(tài)和關(guān)態(tài)的切換速度更快，也就直接反應(yīng)了器件的更高靈敏度。通過長期的研究與實際使用情況表明，對于平板顯示這一器件來說，正常的電流開關(guān)比要在104以上，如果要選作優(yōu)秀的器件，電流開關(guān)比則應(yīng)該超過106才行。通過公式得知，提高電流開關(guān)比的一個重要辦法就是降低器件在關(guān)態(tài)時的漏電流，通過器件結(jié)構(gòu)可知，絕緣層在降低關(guān)態(tài)電流上發(fā)揮重要作用，接下來的章節(jié)會在此觀點作進(jìn)一步說明。2.3.3閾值電壓圖2-2TFT轉(zhuǎn)移特性曲線IDS-VGS閾值電壓（VTH），具體可以解釋為能夠使TFT器件溝道產(chǎn)生導(dǎo)通電流的最小柵壓，對于n溝道增強型TFT，未加?xùn)艍浩脮rTFT內(nèi)沒有導(dǎo)電溝道形成，處于截止?fàn)顟B(tài)，故其VTH>0，而對于n溝道耗盡型TFT，未加?xùn)艍浩脮rTFT內(nèi)部已經(jīng)有導(dǎo)通電流產(chǎn)生，處于導(dǎo)通狀態(tài)，故其閾值電壓小于0。當(dāng)閾值電壓更小，可以得到更好的器件性能，因為驅(qū)動?xùn)艍盒枰酶?.3.4亞閾值擺幅亞閾值擺幅（Sub-thresholdSwing，SS）受到TFT器件的介電層和有源層多方面因素影響，主要是器件制備溫度，器件柵極施壓小等。當(dāng)器件處于亞閾值區(qū)域（柵極電壓大于閾值電壓）時，在一個特定的源漏電極電壓下，器件源漏電流增加一個數(shù)量級（10倍）所需要的器件柵壓增加量。公式為2-4所示：10=logGSDSVSSI(2-4)實驗中通常取SS的最小值，它和VGS有關(guān)。SS不僅確定了使TFT從關(guān)閉到開啟所需的最小的VGS，還提供了有關(guān)TFT器件質(zhì)量的重要信息。其中SS與費米能級（Dsg）處帶隙（子隙陷阱）中的陷阱密度的關(guān)系為式2-5：

第二章a-IGZOTFT的相關(guān)理論及表征手段19ln10159.510sgsgBGGkTeDeDSSeCC[meV×10-1at300K](2-5)對于TFT器件，SS與器件從關(guān)態(tài)切換到開態(tài)的響應(yīng)速度成反比，與柵壓的調(diào)控能力成正比。2.4a-IGZOTFT的表征手段2.4.1Keithley4200參數(shù)分析儀Keithley4200參數(shù)分析儀，是一個測試TFT、有機太陽能電池（OrganicPhotovoltaics，OPV）等半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能的集成參數(shù)分析儀器。可以用它來精確測量TFT器件的轉(zhuǎn)移特性曲線以及輸出特性曲線，理論上測量TFT器件的柵壓為零的關(guān)態(tài)電流時，電流精確量級可以達(dá)到10-12A。(a)(b)(c)圖2-3Keithley4200儀器以及模具圖。(a)Keithley4200儀；(b)3M模具；(c)操作界面根據(jù)儀器測試結(jié)果繪制曲線，儀器圖如圖2-3（a）所示，本論文的轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線通過該儀器測試。其中TFT器件夾具如圖2-3（b）所示，4200儀器軟件操作界面如圖2-3（c）所示。2.4.2金相顯微鏡金相顯微鏡組合了光學(xué)顯微鏡技術(shù)、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)和計算機圖像處理技術(shù)，可以在計算機上便捷地觀察圖像。該儀器可以對材料顯微組織、低倍組織和斷口組織等進(jìn)行分析研究，可以表征非金屬夾雜物乃至某些晶體缺陷（例如位錯）的數(shù)量、形貌、大孝分布、取向、空間排布狀態(tài)等。本論文中使用該儀器觀察有機薄膜絕緣層形貌、電極磁控濺射效果和陽極氧化絕緣層效果，主要能在試驗結(jié)束的短時間內(nèi)直觀了解到實驗效果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3290416