【摘要】：薄膜晶體管(TFTs)是集成電路領域的一種基本器件。傳統(tǒng)的制作方法是以硬質(zhì)硅為襯底,采用高溫等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)的方式在襯底上部形成介電層,然后通過一系列復雜工藝形成。這種硬質(zhì)結構的薄膜晶體管具有大量的缺點,例如:體積大、難以彎曲變形、機械性能不穩(wěn)定、生產(chǎn)工藝復雜等。為了解決這些難題,近年來科學家對柔性薄膜晶體管展開了廣泛的研究。研究方向主要圍繞改變制作材料和改良器件結構。但是這些研究不能同時滿足與目前半導體主流硅基制造工藝相兼容、制作工藝簡單易行以及柔韌性能良好等要求。以柔韌性好的塑料作為襯底,運用低溫磁控濺射技術鍍介電層實現(xiàn)底柵結構并選用硅材料制備的柔性氧化物底柵薄膜晶體管卻能同時滿足這些要求,展現(xiàn)了美好的發(fā)展前景。本課題采用低溫磁控濺射技術、干法刻蝕技術以及薄膜轉移技術等,克服了制作過程中的許多關鍵性技術問題,制備了新型柔性氧化物底柵薄膜晶體管。該論文主要介紹以下幾個部分的工作。第一部分是柔性氧化物底柵薄膜晶體管的結構分析及版圖設計。首先對該器件進行結構分析,確定它主要由柔性聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料、氧化銦錫(ITO)透明導電薄膜、氧化物介電層、硅納米薄膜層以及金屬電極五部分組成。由于制作該新型器件需要反復多次光刻工藝,接下來設計離子注入、干法刻蝕和淀積金屬等工藝步驟對應的版圖,制成光刻所用的掩膜版。第二部分是柔性氧化物底柵薄膜晶體管的工藝制作。制作過程主要包括光刻、離子注入、退火、干法刻蝕、濕法刻蝕、薄膜轉移以及金屬淀積等。在具體的實驗操作中,遇到一些關鍵的技術性問題如退火問題、介電層生長問題、薄膜轉移問題、在薄膜上形成電極的問題等。通過多次實驗,這些問題得到了很好地解決,課題順利進行。第三部分是柔性氧化物底柵薄膜晶體管的性能測試。利用半導體分析儀測得新型器件的轉移特性曲線、跨導曲線、輸出特性曲線以及不同彎曲態(tài)的實驗參數(shù)等。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN321.5
【圖文】：

圖 1-1 a-Si:H 薄膜晶體管的基本構造硅（p-Si）薄膜晶體管司的 Depp 等人最早實現(xiàn)以多晶硅材料作為有源層來制備多晶體管[1]。對比非晶硅 TFT，多晶硅薄膜晶體管的場效應遷移

圖 1-2 首個多晶硅薄膜晶體管的直流特性曲線[1]膜晶體管又分為高溫和低溫兩種類型的 TFT。高溫多晶硅程中采用高溫工藝，因此其襯底選用耐高溫的昂貴的石英大限制了其在大面積顯示器領域的推廣，只適合于攝像機

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本文編號：2720105