本文關(guān)鍵詞：基于SiN_x絕緣層的a-IGZO TFT性能提高的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管(Oxide Semiconductor Thin Film Transistor,AOS TFT)因具有良好的電學(xué)特性和光學(xué)特性,在學(xué)術(shù)界、工業(yè)界受到了廣泛關(guān)注。尤其是非晶銦鎵鋅氧薄膜晶體管(Amorphous In Ga Zn O Thin Film Transistor,a-IGZO TFT),以其場效應(yīng)遷移率高、功耗低、工藝簡單、響應(yīng)速度快、大面積均勻性好、可見光范圍內(nèi)透過率高等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(Active Matrix Organic Light Emitting Diode,AMOLED)和有源矩陣液晶顯示器(Active Matrix Liquid Crystal Display,AMLCD)驅(qū)動電路的核心部件,也被認(rèn)為是隨著顯示器向大尺寸、柔性化、輕便方向發(fā)展的最具有競爭力的背板驅(qū)動技術(shù)。但是a-IGZO TFT仍存在較多問題,如絕緣層與有源層之間界面缺陷態(tài)較大,器件穩(wěn)定性仍有待提高等,本文針對基于氮化硅(Si Nx)絕緣層的a-IGZO TFT性能較差的問題,首先對器件的有源層厚度和退火溫度進(jìn)行優(yōu)化,并提出采用原子層沉積技術(shù)(ALD)生長均勻、致密的三氧化二鋁(Al2O3)薄層作為Si Nx絕緣層的修飾層來提高器件偏壓穩(wěn)定性,具體工作如下:(1)采用氮化硅作為器件的絕緣層,制備了底柵頂接觸型結(jié)構(gòu)的a-IGZO TFT,并對器件的有源層厚度進(jìn)行了優(yōu)化,當(dāng)a-IGZO厚度為40nm時(shí),器件性能最優(yōu);同時(shí)對TFT器件的后續(xù)退火溫度進(jìn)行了優(yōu)化,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)退火溫度為250℃時(shí),制備出的a-IGZO TFT器件性能較好,器件的場效應(yīng)遷移率為2.48cm2/V·s;(2)進(jìn)一步對a-IGZO TFT器件性能進(jìn)行優(yōu)化,分析基于Si Nx絕緣層的a-IGZO TFT器件在磁控濺射生長a-IGZO有源層過程中對Si Nx絕緣層產(chǎn)生了傷害,導(dǎo)致器件有源層-絕緣層接觸界面缺陷態(tài)密度較大,采用5nm Al2O3薄層作為絕緣層的修飾層之后,與未修飾器件相比,電學(xué)性能均有不同程度的提高;并對修飾層厚度進(jìn)行了優(yōu)化,研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)修飾層厚度為4nm時(shí),器件性能最優(yōu),器件的場效應(yīng)遷移率為7.11cm2/V·s,器件在1小時(shí)復(fù)合偏壓應(yīng)力測試后,閾值電壓漂移最小,僅為1.41V;(3)對最優(yōu)器件和未經(jīng)過修飾的對比器件進(jìn)行了偏壓穩(wěn)定性分析,ΔVTH滿足拉伸指數(shù)方程,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,最優(yōu)器件和對比器件經(jīng)過1小時(shí)釋放后均可以很好的恢復(fù)到初始狀態(tài),即符合電荷注入模型,說明導(dǎo)致器件閾值電壓正向漂移的原因是載流子被絕緣層與有源層接觸界面的缺陷態(tài)捕獲,進(jìn)一步通過計(jì)算得出采用4nm修飾層后,器件有源層-絕緣層接觸界面的缺陷態(tài)密度由2.79×1012cm-2降低到2.31×1012cm-2,器件性能得以提高。
【關(guān)鍵詞】：a-IGZO薄膜晶體管 場效應(yīng)遷移率 閾值電壓漂移 缺陷態(tài)密度
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN321.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 引言10-12
• 1.2 薄膜晶體管的發(fā)展歷程12-17
• 1.3 a-IGZO TFT的研究現(xiàn)狀17-21
• 1.4 a-IGZO TFT存在的問題及本論文的主要工作21-23
• 第2章a-IGZO TFT的基礎(chǔ)理論23-34
• 2.1 a-IGZO薄膜的制備及導(dǎo)電機(jī)理23-27
• 2.1.1 a-IGZO薄膜的制備工藝23-25
• 2.1.2 a-IGZO薄膜的導(dǎo)電機(jī)理25-26
• 2.1.3 a-IGZO薄膜內(nèi)部載流子來源26-27
• 2.2 a-IGZO TFT的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及參數(shù)27-34
• 2.2.1 a-IGZO TFT的基本結(jié)構(gòu)27-30
• 2.2.2 a-IGZO TFT的工作原理30-32
• 2.2.3 a-IGZO TFT的主要參數(shù)32-34
• 第3章 a-IGZO TFT的制備與優(yōu)化34-45
• 3.1 a-IGZO TFT的制備34-35
• 3.2 器件性能測試設(shè)備35-36
• 3.3 有源層厚度的優(yōu)化36-40
• 3.4 退火溫度的優(yōu)化40-44
• 3.5 小結(jié)44-45
• 第4章 Al_2O_3修飾SiN_x絕緣層提高a-IGZO TFT性能的研究45-62
• 4.1 Al_2O_3修飾層對a-IGZO TFT器件性能的影響45-48
• 4.2 Al_2O_3修飾層厚度的優(yōu)化48-57
• 4.3 表面形貌分析57-58
• 4.4 偏壓穩(wěn)定性分析58-61
• 4.5 小結(jié)61-62
• 第5章 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 作者簡介及研究生期間科研成果68-69
• 致謝69

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1 王加賢;郭亨群;李立衛(wèi);呂蓬;;納米Si鑲嵌SiN_x薄膜實(shí)現(xiàn)Nd:YAG激光器被動鎖模[J];中國激光;2007年11期

2 王守坤;孫亮;郝昭慧;朱夏明;袁劍峰;林承武;;基板支撐梢對TFT柵界面SiN_x和a-Si成膜特性的影響[J];液晶與顯示;2012年05期

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本文編號：274724