發(fā)布時(shí)間：2020-06-16 23:42

【摘要】：非晶銦稼鋅氧化物材料(Amorphous Indium Gallium Zinc Oxide,a-IGZO)自2003年提出以來,由于其遷移率高、大面積制備均勻以及可見光區(qū)域透明等特點(diǎn)而受到科研界廣泛關(guān)注,成為新一代柔性薄膜晶體管中最理想的活性層材料之一。本論文在經(jīng)典的單層活性層a-IGZO TFT的基礎(chǔ)上提出了使用雙層或三層梯度摻雜活性層的結(jié)構(gòu),研究了梯度摻雜工藝對器件性能的影響。其研究工作如下:(1)首先分析了不同制備工藝對Al_2O_3和PMMA薄膜形貌的影響,然后探究了基于Al_2O_3和PMMA不同絕緣工藝處理對a-IGZO TFT的性能影響。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):基于Al_2O_3絕緣層制備的TFT器件的性能相對較差,這是因?yàn)榉磻?yīng)濺射制備的Al_2O_3薄膜表面粗糙度較高,并伴隨著許多尖錐,導(dǎo)致器件的關(guān)態(tài)電流高達(dá)1.1×10~(-6) A;而基于PMMA絕緣層制備的a-IGZO TFT器件相對于Al_2O_3器件性能較好,其關(guān)態(tài)電流下降78%。(2)在確定使用PMMA作為a-IGZO TFT的絕緣層的基礎(chǔ)上,首先研究了a-IGZO制備工藝對a-IGZO薄膜電學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)a-IGZO薄膜的導(dǎo)電特性隨氧流量增大而指數(shù)級降低。然后探索了a-IGZO薄膜的不同制備工藝對單層摻雜a-IGZO TFT器件指標(biāo)影響,發(fā)現(xiàn)氧分壓為2%時(shí),器件的性能最佳,其遷移率為1.01cm~2/Vs,開關(guān)比為1×10~3,器件的關(guān)態(tài)電流為2.4×10~(-7) A。(3)為了進(jìn)一步提高器件的性能,在單層摻雜活性層的基礎(chǔ)上提出了雙層梯度摻雜的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)雙層梯度活性層的下層氧氣流量小于上層氧氧氣流量時(shí),a-IGZO TFT器件會(huì)擁有更高的性能,其載流子遷移率為2.4 cm~2/Vs,相對于單層活性層器件增加了1.29 cm~2/Vs,開關(guān)比為1.87×10~3,提高了87%,但是器件關(guān)態(tài)電流卻沒有明顯減少。(4)為解決關(guān)態(tài)電流較大的問題,在雙層梯度摻雜活性層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了使用三層梯度摻雜的結(jié)構(gòu)。先后探究三層梯度摻雜中BL層與ML層相對膜厚、是否后退火以及ML層a-IGZO摻雜濃度對TFT器件影響,制備三層梯度摻雜器件的開關(guān)比相對于單層摻雜和雙層梯度摻雜a-IGZO器件高出一個(gè)數(shù)量級,其關(guān)態(tài)電流最低達(dá)到4.0×10~(-10) A。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN321.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 施俊斐;董承遠(yuǎn);戴文君;吳杰;陳宇霆;詹潤澤;;The influence of RF power on the electrical properties of sputtered amorphous InGa-Zn-O thin films and devices[J];Journal of Semiconductors;2013年08期

本文編號：2716762