本文關鍵詞：關于氮氧鋅薄膜晶體管技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自氧化物Thin Film Transistor(TFT)問世以來,相比于其他材料,憑借其較高的遷移率,在驅(qū)動電路中能提供更高的驅(qū)動電流和極快的像素轉(zhuǎn)換,完全滿足超高清、大屏幕等未來顯示的新潮流,并且具有低溫下制備、對可見光透明的特點,所以越來越受到人們的青睞。目前的氧化物半導體材料有Zinc Oxide(Zn O)、Indium Zinc Oxide(IZO)、Indium Gallium Zinc Oxide(IGZO)等,氧化物半導體能帶結(jié)構(gòu)中,價帶由氧離子的2p軌道形成,ZnO的禁帶寬度約為3.2eV,高于價帶頂?shù)膸吨写嬖谥蹩瘴蝗毕?氧空位會導致電流的緩慢衰減,造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。因此對在氧化物中摻入比氧離子p軌道能量高的陰離子(N3-,S2-等)進行研究是必要的。本文中,采用射頻磁控濺射制備了有源層Zinc Oxide Nitride(ZnON)薄膜并研究了其性能,制備了ZnON作為有源層的底柵頂接觸型TFT,并研究了其電學性能,主體內(nèi)容分為以下三個部分:1:ZnON薄膜的制備及性能研究。采用射頻磁控濺射制備了ZnON薄膜。對在不同氮氧比和不同濺射功率下制備的ZnON薄膜進行了透過率分析,對不同氮氧比下制備的薄膜進行了SEM和EDS表征。我們發(fā)現(xiàn)所制備的樣品皆為直接帶隙半導體,透過率總體呈下降趨勢,隨著氮含量的增加,薄膜的形貌得到一定的改善。EDS證明了Zn、O、N三種元素的存在。2:ZnON薄膜晶體管的理論設計和工藝探索。實驗中采用底柵頂接觸型結(jié)構(gòu),ZnON作為有源層,金屬Mo作為源漏級,重摻雜Si作為襯底及柵極,SiO2為柵極絕緣層,然后探索得到了制備薄膜晶體管過程中的具體參數(shù),射頻磁控濺射:基于第二章中制備ZnON的性能分析,我們選擇N2流量為50sccm,濺射功率300W。光刻:襯底清洗,涂膠(前轉(zhuǎn)800rps/min,后轉(zhuǎn)2800rps/min),前烘(100℃,5min),曝光(30s),顯影(1.5%的NaON溶液,10s),后烘(100℃,20min)�？涛g:5%的H2O2溶液,加NaON至PH值為8。3:ZnON薄膜晶體管的電學性能測試。測試了不同氮氧流量比和不同濺射功率下制備的ZnON-TFT的電學性能,發(fā)現(xiàn)薄膜晶體管的性能整體都是先變好后變壞,最后測試了正偏壓下薄膜晶體管的穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)閾值電壓偏移量隨施加柵偏壓時間的增加而逐漸增大,近乎指數(shù)關系。
【關鍵詞】：薄膜晶體管 射頻磁控濺射 透過率 ZnON
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN321.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 引言10-11
• 1.2 薄膜晶體管的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀11-12
• 1.3 TFT典型器件性能分析12-15
• 1.3.1 非晶硅薄膜晶體管（a-Si:H TFT)性能特點12
• 1.3.2 多晶硅薄膜晶體管（P-Si TFT)性能特點12-13
• 1.3.3 有機薄膜晶體管（OTFT)性能特點13-14
• 1.3.4 氧化物薄膜晶體管性能特點14-15
• 1.4 幾種典型的氧化物TFT的研究現(xiàn)狀介紹15-16
• 1.4.1 ZnO-TFT技術(shù)15
• 1.4.2 IGZO-TFT技術(shù)15-16
• 1.4.3 IZO-TFT技術(shù)16
• 1.5 薄膜晶體管的應用16-17
• 1.5.1 薄膜晶體管在TFT-LCD中的應用16-17
• 1.5.2 薄膜晶體管在AMOLED中的應用17
• 1.6 ZnON的基本性質(zhì)17-19
• 1.7 ZnON-TFT的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19
• 1.8 本論文的主要工作內(nèi)容以及研究意義19-21
• 第二章 ZnON薄膜制備理論基礎與性能表征21-39
• 2.1 實驗方法及原理21-26
• 2.1.1 磁控濺射原理及其特點21-22
• 2.1.2 濺射薄膜的形成理論22-25
• 2.1.3 磁控濺射薄膜的影響因素25-26
• 2.2 薄膜的制備26-29
• 2.2.1 實驗設備26-27
• 2.2.2 實驗材料27
• 2.2.3 實驗基片預處理27-28
• 2.2.4 薄膜制備工藝流程28-29
• 2.3 薄膜性能表征29-38
• 2.3.1 薄膜厚度的測量29-30
• 2.3.2 薄膜的透射率30-32
• 2.3.3 氣體流量對薄膜性能的影響32-34
• 2.3.4 濺射功率對薄膜性能的影響34-36
• 2.3.5 磁控濺射ZnON薄膜的表面形貌36-37
• 2.3.6 磁控濺射ZnON薄膜的成分分析37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 基于ZnON薄膜晶體管的設計和工藝探索39-49
• 3.1 薄膜晶體管典型結(jié)構(gòu)39
• 3.2 ZnON薄膜晶體管的制備39-48
• 3.2.1 光刻工藝40-43
• 3.2.2 刻蝕工藝43-46
• 3.2.3 TFT制備過程46-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 第四章 薄膜晶體管的性能測試49-60
• 4.1 薄膜晶體管的工作原理49-51
• 4.1.1 薄膜晶體管的定性分析49-50
• 4.1.2 薄膜晶體管的定量分析50-51
• 4.2 薄膜晶體管的特性參數(shù)51-52
• 4.2.1 場效應遷移率51
• 4.2.2 閾值電壓51
• 4.2.3 亞閾值擺幅51-52
• 4.2.4 開關比52
• 4.3 薄膜晶體管電學性能測試52-58
• 4.3.1 不同氮氧流量比對薄膜晶體管的性能影響52-55
• 4.3.2 濺射功率對薄膜晶體管性能的影響55-58
• 4.4 薄膜晶體管穩(wěn)定性研究58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-68

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