本文關(guān)鍵詞：非晶銦鎵鋅氧基薄膜晶體管與肖特基二極管電學(xué)穩(wěn)定性研究

  更多相關(guān)文章： 非晶銦鎵鋅氧 薄膜晶體管 肖特基勢(shì)壘二極管 電學(xué)穩(wěn)定性

【摘要】：新型非晶氧化物半導(dǎo)體(AOS)材料非晶銦鎵鋅氧(a-IGZO)具有高遷移率、高透明度、低制備溫度、低成本等優(yōu)越性能,在下一代平板顯示、透明柔性電子等諸多方面具有廣闊的應(yīng)用前景,受到學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注,a-IGZO基本電路元器件如a-IGZO薄膜晶體管(TFTs)和a-IGZO肖特基勢(shì)壘二極管(SBDs)的制備研發(fā)近年來(lái)已經(jīng)成為國(guó)際研究熱點(diǎn)。盡管a-IGZO基元器件擁有種種電學(xué)、光學(xué)特性優(yōu)勢(shì),但a-IGZO材料體系中和界面處存在的高密度缺陷態(tài)嚴(yán)重影響了器件的穩(wěn)定性與可靠性,而在實(shí)際應(yīng)用中,器件需要承受一定電壓而保持性能穩(wěn)定,電學(xué)不穩(wěn)定性成為限制器件應(yīng)用的一大關(guān)鍵因素。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本文重點(diǎn)研究了a-IGZO TFTs和a-IGZO SBDs電學(xué)穩(wěn)定性問(wèn)題,具體內(nèi)容如下：1.在N型高摻硅襯底上制備出了背柵結(jié)構(gòu)的a-IGZO TFT器件,器件具有較好的電學(xué)特性,遷移率10.5 cm2/V s、閾值電壓3 V、亞閾值擺幅0.58 V/dec。在器件上施加正向柵極電壓,器件轉(zhuǎn)移特性曲線發(fā)生漂移,表明器件在正向柵極偏壓影響下存在不穩(wěn)定性問(wèn)題。為了研究引起a-IGZO TFT柵極偏壓下穩(wěn)定性問(wèn)題的物理根源,對(duì)器件進(jìn)行了變溫條件下的柵極偏壓影響測(cè)試。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,提出了a-IGZO TFT柵極正偏壓下穩(wěn)定性問(wèn)題的物理解釋：a-IGZO TFT溝道載流子在正向柵極偏壓下通過(guò)熱激發(fā)過(guò)程被器件界面缺陷態(tài)捕獲,導(dǎo)致器件性能變化。2.在N型高摻硅襯底上制備出了a-IGZO SBD器件,器件表現(xiàn)出了良好的開(kāi)關(guān)特性,開(kāi)關(guān)比達(dá)103量級(jí)。在a-IGZO SBD上施加反向偏壓,器件勢(shì)壘高度升高,串聯(lián)電阻增大,器件表現(xiàn)出負(fù)偏壓下不穩(wěn)定性。為研究器件負(fù)偏壓下不穩(wěn)定性問(wèn)題產(chǎn)生的物理機(jī)制,實(shí)驗(yàn)對(duì)負(fù)偏壓前后的a-IGZO SBD進(jìn)行了電容、噪聲測(cè)試。最后,根據(jù)測(cè)試結(jié)果,提出了a-IGZO SBD反向偏壓下不穩(wěn)定性問(wèn)題產(chǎn)生的物理機(jī)制：非理想SBD界面處存在的帶電中心起到降低肖特基勢(shì)壘高度的作用。反向偏壓下,原本存在于a-IGZO薄膜中的淺能級(jí)帶兩個(gè)電荷的氧空位缺陷Vo2+捕獲電子轉(zhuǎn)化為較深能級(jí)不帶電的氧空位缺陷Vo,使得a-IGZO SBD勢(shì)壘高度升高,與此同時(shí),作為自由電子來(lái)源之一的淺能級(jí)Vo2+的減少,使得a-IGZO SBD串聯(lián)電阻增大。
【關(guān)鍵詞】：非晶銦鎵鋅氧 薄膜晶體管 肖特基勢(shì)壘二極管 電學(xué)穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN321.5;TN311.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 引言9-10
• 1.2 金屬氧化物半導(dǎo)體發(fā)展背景和發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.3 非晶IGZO材料基本性質(zhì)13-16
• 1.4 非晶IGZO TFT的應(yīng)用前景與研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 非晶IGZO SBD的應(yīng)用前景與研究現(xiàn)狀17-18
• 1.6 本論文主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 參考文獻(xiàn)20-25
• 第二章 a-IGZO TFTs變溫條件下柵壓穩(wěn)定性研究25-39
• 2.1 研究背景25-26
• 2.2 a-IGZO TFTs器件的制備及電學(xué)特性26-29
• 2.3 a-IGZO TFTs變溫條件下柵壓穩(wěn)定性29-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 參考文獻(xiàn)37-39
• 第三章 a-IGZO SBDs負(fù)偏壓條件下電學(xué)穩(wěn)定性研究39-51
• 3.1 研究背景39-40
• 3.2 a-IGZO SBDs的制備及電學(xué)特性40-41
• 3.3 a-IGZO SBDs負(fù)偏壓條件下電學(xué)穩(wěn)定性41-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 參考文獻(xiàn)49-51
• 第四章 結(jié)論與展望51-53
• 4.1 主要結(jié)論51-52
• 4.2 研究展望52-53
• 發(fā)表論文目錄53-54
• 致謝54-55

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;薄膜晶體管專業(yè)圖書(shū)介紹[J];液晶與顯示;2008年04期

2 ;新型雙柵薄膜晶體管研究取得進(jìn)步[J];傳感器世界;2011年10期

3 ;實(shí)驗(yàn)性的薄膜晶體管[J];電子計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài);1961年12期

4 吳茂林;;采用多晶硅的高壓薄膜晶體管[J];電子技術(shù);1989年11期

5 何曉陽(yáng);薄膜晶體管制作工藝的發(fā)展概況[J];半導(dǎo)體技術(shù);1997年02期

6 王偉,石家緯,郭樹(shù)旭,劉明大,全寶富;并五苯薄膜晶體管及其應(yīng)用[J];半導(dǎo)體光電;2004年04期

7 林明通;余峰;張志林;;氧化鋅基薄膜晶體管最新研究進(jìn)展[J];光電子技術(shù);2008年04期

8 楊小天;馬仙梅;朱慧超;高文濤;金虎;齊曉薇;高博;董秀茹;付國(guó)柱;荊海;王超;常遇春;杜國(guó)同;曹健林;;氧化鋅基薄膜晶體管制備與研究(英文)[J];電子器件;2008年01期

9 王雄;才璽坤;原子健;朱夏明;邱東江;吳惠楨;;氧化鋅錫薄膜晶體管的研究[J];物理學(xué)報(bào);2011年03期

10 ;寧波材料所在新型雙電層薄膜晶體管領(lǐng)域取得新進(jìn)展[J];功能材料信息;2011年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 董桂芳;邱勇;;并五苯薄膜晶體管穩(wěn)定性研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2006年

2 張群;;非晶氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的研究進(jìn)展[A];2013年廣東省真空學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

3 王喜章;染谷隆夫;胡征;陳懿;;n-和p-型有機(jī)半導(dǎo)體涂層對(duì)五并苯薄膜晶體管性能促進(jìn)效應(yīng)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2006年

4 焦兵兵;王東興;劉躍;趙洪;;有機(jī)半導(dǎo)體酞菁銅雙極薄膜晶體管制備與特性[A];第十三屆全國(guó)工程電介質(zhì)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

5 邱龍臻;;基于有機(jī)半導(dǎo)體納米線復(fù)合材料的薄膜晶體管[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

6 岳蘭;張群;;高遷移率Al-In-Zn-O氧化物薄膜晶體管的研究[A];中國(guó)真空學(xué)會(huì)2012學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2012年

7 曾祥斌;孫小衛(wèi);李俊峰;齊國(guó)鈞;;電場(chǎng)增強(qiáng)金屬誘導(dǎo)側(cè)向晶化制備多晶硅薄膜和薄膜晶體管[A];第五屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅲ[C];2004年

8 于愛(ài)芳;郜展;李宏宇;唐皓穎;江鵬;;濕化學(xué)法修飾的ZnO納米結(jié)構(gòu)薄膜晶體管的構(gòu)造及性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

9 李榮金;李洪祥;胡文平;朱道本;;一種并五苯類似物的微米晶及各向異性電荷傳輸[A];全國(guó)第八屆有機(jī)固體電子過(guò)程暨華人有機(jī)光電功能材料學(xué)術(shù)討論會(huì)摘要集[C];2010年

10 蔡俊;陳偉;;基于PIC24FJ128DA210的TFT-LCD控制設(shè)計(jì)[A];全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2014年會(huì)論文集[C];2014年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 吉通;通海高科將公開(kāi)發(fā)行新股[N];中國(guó)工商報(bào);2000年

2 鄭金武;國(guó)內(nèi)最大薄膜晶體管液晶顯示器件生產(chǎn)線建成[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2004年

3 羅清岳;非晶硅與多晶硅薄膜晶體管技術(shù)[N];電子資訊時(shí)報(bào);2007年

4 本報(bào)記者 姜虹;秋逸盛：大尺寸面板難題已破[N];中華工商時(shí)報(bào);2012年

5 中國(guó)軟件評(píng)測(cè)中心 中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室 康健;Philips150x看過(guò)來(lái)[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

6 中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室 康健;“瘦”的魅力[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2000年

7 記者 劉霞;基于新型碳納米管的薄膜晶體管問(wèn)世[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 強(qiáng)蕾;非晶半導(dǎo)體薄膜晶體管模型研究及參數(shù)提取[D];華南理工大學(xué);2015年

2 陳勇躍;氧化物電子材料及其在薄膜晶體管的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 于浩;基于雙層結(jié)構(gòu)InGaZnO/InGaZnO:N薄膜晶體管及憶阻器件的研究[D];東北師范大學(xué);2015年

4 武辰飛;非晶銦鎵鋅氧薄膜晶體管的器件物理研究[D];南京大學(xué);2016年

5 王槐生;薄膜晶體管器件在動(dòng)態(tài)應(yīng)力下的退化研究[D];蘇州大學(xué);2016年

6 姚綺君;基于氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管[D];清華大學(xué);2009年

7 袁龍炎;氧化鉿/氮氧化鉿柵介質(zhì)金屬氧化物薄膜晶體管的研制[D];武漢大學(xué);2010年

8 竇威;低電壓氧化物基紙張雙電層薄膜晶體管[D];湖南大學(xué);2013年

9 李俊;有機(jī)小分子及微晶硅薄膜晶體管研究[D];上海大學(xué);2011年

10 孫佳;無(wú)機(jī)雙電層?xùn)沤橘|(zhì)及其低電壓氧化物微納晶體管應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫汝杰;TiZnSnO非晶氧化物半導(dǎo)體薄膜制備及應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 劉權(quán);SnO薄膜及其雙極性晶體管的性能調(diào)控[D];寧波大學(xué);2015年

3 李洪磊;摻鎢氧化銦鋅薄膜晶體管的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 徐博;多元氧化物半導(dǎo)體薄膜分子束外延生長(zhǎng)及性能研究[D];電子科技大學(xué);2015年

5 劉沖;銦鎵鋅氧薄膜晶體管的制備及其性能研究[D];電子科技大學(xué);2015年

6 羅文彬;鋅錫氧化物薄膜晶體管的制備及其性能研究[D];電子科技大學(xué);2014年

7 譚惠月;金屬氧化物薄膜和晶體管的制備與性能研究[D];青島大學(xué);2015年

8 吳穹;薄膜晶體管電流模型的高階效應(yīng)研究[D];華南理工大學(xué);2015年

9 周大祥;非晶銦鎵鋅氧薄膜晶體管光照穩(wěn)定性的研究[D];上海交通大學(xué);2015年

10 王曉林;隧穿效應(yīng)薄膜晶體管制備與特性分析[D];哈爾濱理工大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：930862