氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管（thin film transistor,簡(jiǎn)稱TFT）載流子遷移率高（～1-100 cm2V-1s-1）,可見光區(qū)透明性好,沉積溫度低、因此可以在柔性襯底上制備,可大面積均勻成膜（如濺射、溶液法等）,工藝成本低,在平板顯示器、可穿戴電子、物聯(lián)網(wǎng)等方面有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。相對(duì)于n型氧化物TFT已經(jīng)商業(yè)化,p型氧化物TFT的進(jìn)展卻非常緩慢,通過(guò)柵壓調(diào)控既可以p型導(dǎo)電又可以n型導(dǎo)電的雙極性晶體管則更為罕見。p型氧化物及雙極性氧化物的匱乏導(dǎo)致基于氧化物半導(dǎo)體的互補(bǔ)CMOS電路的發(fā)展受到嚴(yán)重限制。高性能p型及雙極性氧化物一直是氧化物半導(dǎo)體領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)。氧化物p型導(dǎo)電困難有兩個(gè)重要原因,一是大部分氧化物半導(dǎo)體的價(jià)帶頂通常是由各向異性的局域化的O 2p軌道組成,導(dǎo)致空穴遷移率較低;二是通常氧化物半導(dǎo)體中的失主氧空位缺陷非常普遍,而受主金屬原子缺陷形成能高、數(shù)量少,因此大部分氧化物半導(dǎo)體電子濃度較高而空穴濃度低。SnO具有比較特殊的能帶結(jié)構(gòu),它的價(jià)帶頂是由Sn5s軌道（占主導(dǎo)地位）和O2p軌道雜化而成,空間各向同性、離域性強(qiáng)的5s軌道使SnO可以實(shí)現(xiàn)較高的空穴遷移率;而且,S... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?（ａ）?ＳｎＯ電子結(jié)構(gòu)示意圖，（ｂ）?Ｃｕ２〇電子結(jié)構(gòu)示意圖［６］

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??響。乂＾的形成能比較低，在ＳｎＯ中比較容易形成，且ＶＳｎ缺陷產(chǎn)生空穴載流??子，這也是ＳｎＯ是ｐ型導(dǎo)電的原因之一［３２］。Ｓｎ５ｓ２軌道未參與成鍵的電子形成??了?Ｓｎ原子的孤對(duì)電子，近鄰的Ｏ原子會(huì)對(duì)孤對(duì)電子產(chǎn)生庫(kù)倫引力作用，導(dǎo)致??Ｓｎ２＋可轉(zhuǎn)變?yōu)椋樱睿常颍樱睿矗�，這一過(guò)程可以認(rèn)為是Ｓｎ２＋捕獲了空穴，并且與其形??成了弱鍵，增強(qiáng)了空穴的傳導(dǎo)能力［５５］。近幾年隨著ＳｎＯ的研究，ｐ型ＳｎＯＴＦＴ??的性能得到了提升，下面介紹一下ＳｎＯ?ＴＦＴ的發(fā)展歷程。??（ａ）?（ｂ）??Ｅｖａｃ—??ａ??圖１－２?（ａ）ＳｎＯ晶體結(jié)構(gòu)示意圖［５４］，（１＞）?ＳｎＯ的能帶結(jié)構(gòu)示意圖［６７］。??２００８年，Ｏｇｏ等人通過(guò)脈沖激光沉積的方法，在溫度為５７５°Ｃ的條件下，??在ＹＳＺ襯底上外延生長(zhǎng)ＳｎＯ薄膜，并首次制備出了?ｐ型ＳｎＯ?ＴＦＴ＿。室溫??下，ＳｎＯ薄膜的Ｈａｌｌ遷移率為２．４?ｃｍＷ，ＳｎＯ?ＴＦＴ的場(chǎng)效應(yīng)遷移率＂ＦＥ為??１．３?ｃｍＷ，開關(guān)比為１０２，閾值電壓為４．８?Ｖ。圖１－３給出了該ＳｎＯ?ＴＦＴ的輸??出和轉(zhuǎn)移特性曲線。??Ｊ?１?ｋ?＾?＊?＇?■?１?－４?－ｐ—－１—￣ｉ?＇?＊?１?ｉ?５?ｉ１?ｐ?－４??－２０?：?Ｖｇｓ?（Ｖ）?，、：??：１０?（ａ）?：?（ｂ）??１．１０：?：?■冬??。：，８＾?ＵＤＳ＝?２Ｖ?－Ｖｐ?８??－１０?－５?〇?－１５?－１０?－５?０?５?１０?１５??Ｖｄｓ（Ｖ）?ＶＧｓ?（Ｖ）??圖１－３首個(gè)ＳｎＯ?ＴＦＴ的輸出特性曲線（ａ）與轉(zhuǎn)移特性曲線（ｂ）［３（）］。??６??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??響。乂＾的形成能比較低，在ＳｎＯ中比較容易形成，且ＶＳｎ缺陷產(chǎn)生空穴載流??子，這也是ＳｎＯ是ｐ型導(dǎo)電的原因之一［３２］。Ｓｎ５ｓ２軌道未參與成鍵的電子形成??了?Ｓｎ原子的孤對(duì)電子，近鄰的Ｏ原子會(huì)對(duì)孤對(duì)電子產(chǎn)生庫(kù)倫引力作用，導(dǎo)致??Ｓｎ２＋可轉(zhuǎn)變?yōu)椋樱睿常颍樱睿矗�，這一過(guò)程可以認(rèn)為是Ｓｎ２＋捕獲了空穴，并且與其形??成了弱鍵，增強(qiáng)了空穴的傳導(dǎo)能力［５５］。近幾年隨著ＳｎＯ的研究，ｐ型ＳｎＯＴＦＴ??的性能得到了提升，下面介紹一下ＳｎＯ?ＴＦＴ的發(fā)展歷程。??（ａ）?（ｂ）??Ｅｖａｃ—??ａ??圖１－２?（ａ）ＳｎＯ晶體結(jié)構(gòu)示意圖［５４］，（１＞）?ＳｎＯ的能帶結(jié)構(gòu)示意圖［６７］。??２００８年，Ｏｇｏ等人通過(guò)脈沖激光沉積的方法，在溫度為５７５°Ｃ的條件下，??在ＹＳＺ襯底上外延生長(zhǎng)ＳｎＯ薄膜，并首次制備出了?ｐ型ＳｎＯ?ＴＦＴ＿。室溫??下，ＳｎＯ薄膜的Ｈａｌｌ遷移率為２．４?ｃｍＷ，ＳｎＯ?ＴＦＴ的場(chǎng)效應(yīng)遷移率＂ＦＥ為??１．３?ｃｍＷ，開關(guān)比為１０２，閾值電壓為４．８?Ｖ。圖１－３給出了該ＳｎＯ?ＴＦＴ的輸??出和轉(zhuǎn)移特性曲線。??Ｊ?１?ｋ?＾?＊?＇?■?１?－４?－ｐ—－１—￣ｉ?＇?＊?１?ｉ?５?ｉ１?ｐ?－４??－２０?：?Ｖｇｓ?（Ｖ）?，、：??：１０?（ａ）?：?（ｂ）??１．１０：?：?■冬??。：，８＾?ＵＤＳ＝?２Ｖ?－Ｖｐ?８??－１０?－５?〇?－１５?－１０?－５?０?５?１０?１５??Ｖｄｓ（Ｖ）?ＶＧｓ?（Ｖ）??圖１－３首個(gè)ＳｎＯ?ＴＦＴ的輸出特性曲線（ａ）與轉(zhuǎn)移特性曲線（ｂ）［３（）］。??６??

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]SnOx薄膜晶體管和基于氧化物半導(dǎo)體的CMOS集成電路研究[D]. 李云鵬.山東大學(xué) 2019
[2]一氧化錫薄膜晶體管與類CMOS電子器件研究[D]. 羅浩.中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所 2016



本文編號(hào)：3060513