【摘要】：為了優(yōu)化鎂銦錫氧薄膜晶體管(MITO-TFT)的性能,采用磁控濺射法制備MITO-TFT并分別研究了退火溫度和退火氣氛(O_2流量)對器件性能的影響。實驗結果表明,O_2流量為400 cm~3/min、退火溫度為750℃的MITO薄膜為非晶態(tài),且其對應薄膜晶體管有最佳性能,其飽和遷移率為12.66 cm~2/(V·s),閾值電壓為0.8 V,開關比達到10~7。適當?shù)耐嘶鹛幚砜梢杂行p少缺陷與界面態(tài)密度,并提高器件性能。
【圖文】：

-5-40VG/VIDS/A10-610-710-910-10-20020406080100VTH=10VVDS=40V（e）10-810-1110-410-3-601200.0150.005010-5-40VG/VIDS/A10-610-710-910-10-20020406080100VTH=32.8VVDS=40V（f）10-810-11-601200.02000.0050.0100.015IDS1/2/A1/20.0100.0200.0250.0300.0050IDS1/2/A1/2IDS1/2/A1/2IDS1/2/A1/2圖2750℃退火的MITO-TFT的輸出特性曲線(a)以及650℃(b)、700℃(c)、750℃(d)、800℃(e)、850℃(f)下退火的MITO-TFT的轉(zhuǎn)移特性曲線。Fig．2OutputcharacteristicsofMITO-TFTannealedat750℃(a)andtransfercharacteristicsofMITO-TFTsannealedat650℃(b)，700℃(c)，，750℃(d)，800℃(e)，850℃(f)，respectively．

0－44．19×10－116．60×1062．633．1×10127500．812．665．91×10－42．98×10－111．99×1071．852．2×1012800109．153．71×10－44．22×10－118．81×1061．842．1×101285032．80．317．36×10－63．97×10－111．85×1052．653．1×101210702茲/（°）Intensity/a.u.20304050608020253035850℃800℃750℃700℃650℃As鄄depositedIn2O3(211)In2O3(222)In2O3(400)圖3未退火及不同溫度退火MITO薄膜的XＲD圖譜Fig．3XＲDpatternsofMITOthinfilmas-depositedandan-nealedatdifferenttemperature理論上，晶態(tài)半導體遷移率高于非晶態(tài)，但是器件性能在850℃退火下大幅度下降，這似乎與常識矛盾。一種可能的解釋是對于In2O3來說，其載流子傳輸通路由In離子的5s軌道形成，由于其5s軌道的球?qū)ΨQ性使其遷移率對結晶性不敏感，因此非晶態(tài)下仍能保持較高遷移率，而過高溫度退火處理會使薄膜產(chǎn)生大量的結構缺陷，反而使薄膜質(zhì)量變差，載流子受到更多散射，因此器件遷移率降低，閾值電壓增大。3．2退火氣氛對MITO-TFT性能的影響由于在退火過程中金屬氧化物半導體如ZnO、In2O3等易發(fā)生氧元素逸出導致氧空位缺陷，因此在退火過程中提供適當?shù)谋Ｗo氣體是必不可少的。適當?shù)谋Ｗo氣體可以減少退火產(chǎn)生的結構缺陷，保持器件性能。本節(jié)使用高純O2作為MITO薄膜退火過程中的保護氣體，著重研究了保護O2流量對器件性能的影響，根據(jù)上節(jié)討論結果，本節(jié)中退火溫度均設置為750℃。-40120VG/VIDS/A10-310-510-410-610-710-810-9
【作者單位】： 北京交通大學光電子技術研究所;
【基金】：國家自然科學基金(51372016,61275022)資助項目~~
【分類號】：TN321.5

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本文編號：2540891