氧化物薄膜晶體管和反相器的制備與性能研究.pdf

1、隨著生活中薄膜晶體管（TFT）應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，同時(shí)人們對(duì)以TFT為基礎(chǔ)單元的高分辨和大尺寸平板顯示質(zhì)量期望的提高，促進(jìn)有較高遷移率，較小閾值電壓，較大光學(xué)透過(guò)等良好性能的TFT的研制。隨著研究的深入，氧化物半導(dǎo)體TFT以其優(yōu)良的性能和相對(duì)簡(jiǎn)單的制備工藝，得到科研人員的重視和認(rèn)可，目前一些性能優(yōu)良的氧化物TFT在實(shí)際中得到初步應(yīng)用。對(duì)于氧化物 TFT有多種制備工藝，本文主要是利用磁控濺射在硅襯底和玻璃襯底上制備n型IZO-TFT，其中在玻

2、璃襯底上制備二氧化鋯（ZrO2）薄膜作為絕緣層制備出全透明 IZO-TFT。以此 IZO-TFT為基礎(chǔ)器件輔加外圍電路制備出具有較高增益的電阻負(fù)載型反相器。同時(shí)采用磁控濺射法制備p型CuO-TFT，為進(jìn)行互補(bǔ)型反相器電路制備做基礎(chǔ)。
　　本論文首先敘述了TFT發(fā)展歷史。硅基TFT的發(fā)展比氧化物TFT發(fā)展要早，技術(shù)也較氧化物TFT技術(shù)成熟，目前以硅基TFT應(yīng)用較為廣泛，隨著研究的深入氧化物TFT逐步得到應(yīng)用。同時(shí)還敘述了晶體管的分類(lèi)

3、和各類(lèi)結(jié)構(gòu)的晶體管的優(yōu)缺點(diǎn)，簡(jiǎn)單敘述了不同結(jié)構(gòu)的TFT對(duì)其性能的影響。但是不同結(jié)構(gòu)的TFT工作原理都是一樣的，本實(shí)驗(yàn)制備底柵頂電極結(jié)構(gòu)的TFT作為研究對(duì)象。為了改善TFT工作性能，我們利用溶膠凝膠法制備高介電系數(shù)的 ZrO2薄膜作為柵電極絕緣層，高介電常數(shù)材料作為絕緣層對(duì)于降低TFT飽和電壓減小器件亞閾值擺幅有很大影響。其制備過(guò)程是經(jīng)過(guò)軀體溶液制備和勻膠后，并在空氣中退火后制備出具有良好絕緣性能薄膜，由于較低退火溫度的薄膜呈現(xiàn)非晶狀態(tài)減

4、少了薄膜晶界漏電流的影響。以此ZrO2薄膜結(jié)合ITO玻璃襯底我們制備出全透明IZO-TFT，該器件具有良好的光學(xué)透過(guò)率以及較小的飽和電壓，可以應(yīng)用在一些全透明低功率電路中。我們對(duì)器件進(jìn)行紫外輻照測(cè)試，發(fā)現(xiàn)器件在稍高強(qiáng)度紫外光照射下關(guān)態(tài)電流的增加比較明顯。以此透明 TFT制備出在低輸入電壓下電阻負(fù)載型反相器。我們同時(shí)在硅襯底上制備了 IZO-TFT和 CuO-TFT，以期制備出互補(bǔ)性電路。室溫下制備出的IZO-TFT在30V電壓下有良好的