溶液法制備薄膜晶體管（TFTs）具有成本低廉工藝簡(jiǎn)單,組分比例可控,便于大批量生產(chǎn)等特點(diǎn),特別適用于新材料的探究和最佳工藝條件的確定,在透明顯示器件制備和邏輯門器件構(gòu)筑中起著舉足輕重的作用。近年來,薄膜晶體管的制備工藝和電學(xué)性能得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展,以銦鎵鋅氧（IGZO）為代表的TFTs已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。但是銦作為稀缺元素的使用限制了器件成本的降低和更廣泛的應(yīng)用,因此開發(fā)非銦TFTs有迫切的市場(chǎng)需求和戰(zhàn)略意義。本文深入探究了新型金屬氧化物在介電層中的應(yīng)用,研究了器件的時(shí)效穩(wěn)定性,光照穩(wěn)定性,偏壓界面穩(wěn)定性。此外利用低成本的非銦有源層和介電層摻雜成功構(gòu)筑了一系列薄膜晶體管,并探索了在邏輯電路中的反相器的應(yīng)用。主要成果如下:1.通過溶液凝膠法制備了氧化鏑薄膜作為高性能氧化銦鋅薄膜晶體管的介電層,時(shí)效10天后的TFT表現(xiàn)出極高的電流開關(guān)比1×10⁹,大的飽和遷移率12.6 cm²V^-1s^-1和可以忽略的遲滯,這是由于空氣中的水分子擴(kuò)散入薄膜起著電子供體的作用,其構(gòu)筑的反相器在3 V的操作電壓下表現(xiàn)出10.1... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：155 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 薄膜晶體管的發(fā)展歷程
    1.3 薄膜晶體管的電學(xué)參數(shù)
    1.4 論文的研究思路及結(jié)構(gòu)安排
第二章 實(shí)驗(yàn)方法及表征手段
    2.1 溶液凝膠法制備TFT器件步驟
    2.2 TFT器件電學(xué)測(cè)試方法
    2.3 薄膜性能的表征
        2.3.1 薄膜光學(xué)性能的表征
        2.3.2 薄膜熱重性能的表征
        2.3.3 薄膜結(jié)晶性能的表征
        2.3.4 薄膜化學(xué)局域態(tài)的表征
        2.3.5 薄膜表面的表征方法
        2.3.6 薄膜潤(rùn)濕性能的表征
第三章 基于氧化鏑介電層構(gòu)筑的高性能銦基TFT及在邏輯器件中的應(yīng)用
    3.1 研究背景
    3.2 基于D_yO_x介電層的氧化銦薄膜晶體管研究
        3.2.1 氧化銦薄膜晶體管的制備
        3.2.2 基于SiO_2介電層的氧化銦薄膜晶體管的電學(xué)性能
        3.2.3 退火溫度對(duì)D_yO_x薄膜結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.4 基于D_yO_x介電層的氧化銦薄膜晶體管的電學(xué)性能
    3.3 基于D_yO_x介電層的高性能氧化銦鋅薄膜晶體管研究
        3.3.1 氧化銦鋅薄膜晶體管的制備
        3.3.2 退火溫度對(duì)氧化銦鋅薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
        3.3.3 退火溫度和時(shí)效時(shí)間對(duì)氧化銦鋅薄膜晶體管電學(xué)性能的影響
        3.3.4 高性能氧化銦鋅薄膜晶體管在邏輯電路中的應(yīng)用
        3.3.5 偏壓和輻照條件對(duì)氧化銦鋅薄膜晶體管界面穩(wěn)定性影響及能帶分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于氧化鏑介電層構(gòu)筑的氧化鋅錫TFT及在邏輯器件中的應(yīng)用
    4.1 研究背景
    4.2 基于SiO_2 介電層構(gòu)筑氧化鋅錫TFT的研究
        4.2.1 氧化鋅錫薄膜晶體管的制備
        4.2.2 退火溫度對(duì)氧化鋅錫薄膜結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.3 退火溫度對(duì)氧化鋅錫薄膜晶體管電學(xué)性能的影響
        4.2.4 鋅錫摻雜比例對(duì)氧化鋅錫薄膜結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.5 鋅錫摻雜比例對(duì)氧化鋅錫薄膜晶體管電學(xué)性能的影響
    4.3 基于D_yO_x絕緣層的氧化鋅錫薄膜晶體管結(jié)構(gòu)和性能的研究
        4.3.1 基于D_yO_x絕緣層的氧化鋅錫薄膜晶體管的制備
        4.3.2 退火溫度對(duì)D_yO_x薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
        4.3.3 退火溫度和時(shí)效擴(kuò)散模型對(duì)ZTO/DyO_x薄膜晶體管性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于氧化鐿介電層構(gòu)筑的氧化鋅錫TFT及在邏輯器件中的應(yīng)用
    5.1 研究背景
    5.2 基于Yb_2O_3的氧化鋅錫薄膜晶體管的制備及性能的研究
        5.2.1 基于Yb_2O_3的氧化鋅錫薄膜晶體管的制備
        5.2.2 退火溫度對(duì)Yb_2O_3薄膜性能和結(jié)構(gòu)的影響
        5.2.3 退火溫度對(duì)Yb_2O_3基TFT器件電學(xué)性能的影響及駝峰現(xiàn)象的能帶分析
        5.2.4 時(shí)效時(shí)間對(duì)Yb_2O_3基TFT器件電學(xué)性能的影響及能帶分析
        5.2.5 電場(chǎng)滯后效應(yīng)對(duì)Yb_2O_3 基的TFT器件偏壓穩(wěn)定性的影響及能帶分析
        5.2.6 氧化鋅錫薄膜晶體管在邏輯電路中的應(yīng)用
    5.3 本章小結(jié)
第六章 基于稀土元素?fù)诫s的環(huán)境友好型鋯基水溶液TFT的研究
    6.1 研究背景
    6.2 基于稀土元素?fù)诫s的Zr基水溶液薄膜性能的研究
        6.2.1 基于稀土元素?fù)诫s的Zr基水溶液薄膜的制備
        6.2.2 WI-ZrO_2和WI-ZrGdO_x前驅(qū)體的潤(rùn)濕性能和熱分解性質(zhì)比較研究
        6.2.3 WI-ZrO_2和WI-ZrGdO_x薄膜透射性能和結(jié)晶性能的比較研究
        6.2.4 不同Gd_2O_3摻雜量對(duì)晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的影響
        6.2.5 WI-ZrO_2和WI-ZrGdO_x薄膜的化學(xué)局域態(tài)比較研究
    6.3 基于稀土元素?fù)诫s的Zr基水溶液薄膜晶體管TFT電學(xué)性能的研究
        6.3.1 退火溫度和溶劑對(duì)WI-ZrO_2和WI-ZrGdO_x TFT器件電學(xué)性能的影響
        6.3.2 WI-ZrO_2和WI-ZrGdO_x TFT器件偏壓穩(wěn)定性比較研究
        6.3.3 WI-ZrO_2和WI-ZrGdO_x TFT在邏輯器件應(yīng)用中的比較研究
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Aqueous-solution-driven HfGdOx gate dielectrics for low-voltage-operated α-InGaZnO transistors and inverter circuits[J]. Yongchun Zhang,Gang He,Wenhao Wang,Bing Yang,Chong Zhang,Yufeng Xia.  Journal of Materials Science & Technology. 2020(15)
[2]MoO3/ZrO2的制備及對(duì)二甲基硅油合成反應(yīng)的催化性能[J]. 李敏敏,繆建文,周躍東.  南通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[3]Atomic-layer-deposited （ALD） Al2O3passivation dependent interface chemistry, band alignment and electrical properties of HfYO/Si gate stacks[J]. Shuang Liang,Gang He,Die Wang,Fen Qiao.  Journal of Materials Science & Technology. 2019(05)
[4]旋涂法制備氧化鋯介質(zhì)層及其在薄膜晶體管中的應(yīng)用[J]. 鐘云肖,周尚雄,姚日暉,蔡煒,朱鎮(zhèn)南,魏靖林,徐海濤,寧洪龍,彭俊彪.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2018(02)
[5]光還原Pt摻雜三維有序大孔ZrO2復(fù)合材料的光降解與光解水制氫[J]. 周黔龍,李莉,楊長(zhǎng)龍,焦玉振,張?chǎng)螑?  分子催化. 2017(03)
[6]微納米尺度膜/基結(jié)構(gòu)界面性能的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張辰佳,王世斌,李林安,薛秀麗,亢一瀾.  實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2015(03)
[7]氧化鋯-氧化鈦復(fù)合粉體的制備與性能[J]. 周坤,王曉琦,宋國(guó)林,唐國(guó)翌.  中國(guó)粉體技術(shù). 2013(04)
[8](Gd2O3)x（ZrO2）1-x（x=0.05-0.15）電解質(zhì)材料的電導(dǎo)及其分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 謝笑虎,孫加林,宋文.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[9]Gd2O3摻雜ZrO2固體電解質(zhì)材料的局域結(jié)構(gòu)分析[J]. 謝笑虎,孫加林,宋文,林婷.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2011(08)
[10]立方燒綠石Gd2Zr2O7的高溫高壓合成[J]. 唐敬友,陳曉謀,潘社奇,牟濤,賀端威.  原子能科學(xué)技術(shù). 2010(04)

博士論文
[1]濕法制備的晶態(tài)金屬氧化物薄膜及其晶體管性質(zhì)研究[D]. 黃根茂.清華大學(xué) 2016

碩士論文
[1]鉿基疊層?xùn)诺臉?gòu)筑、界面調(diào)控及性能優(yōu)化[D]. 梁爽.安徽大學(xué) 2019
[2]全水溶液法制備高性能In2O3薄膜晶體管及其在邏輯器件中的應(yīng)用[D]. 朱力.安徽大學(xué) 2019
[3]氧化鋅薄膜晶體管的制備及其穩(wěn)定性研究[D]. 蘇晶.華南理工大學(xué) 2014
[4]鋅錫氧化物薄膜晶體管的制備及其性能研究[D]. 羅文彬.電子科技大學(xué) 2014
[5]p型多晶硅薄膜晶體管在動(dòng)態(tài)負(fù)偏置溫度應(yīng)力下的退化研究[D]. 周潔.蘇州大學(xué) 2011



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