非晶ZnTiSnO薄膜的制備及薄膜晶體管性能研究.pdf

1、非晶氧化物半導(dǎo)體(AOS)材料具有高遷移率、與柔性襯底兼容和可大面積沉積等優(yōu)點(diǎn)，已作為薄膜晶體管(TFT)的溝道層被應(yīng)用于顯示器領(lǐng)域。與已產(chǎn)業(yè)化的InGaZnO非晶氧化物TFT比較，ZnSnOTFT具有無(wú)In、廉價(jià)、無(wú)毒等優(yōu)勢(shì)。然而ZnSnO中存在較高的缺陷態(tài)濃度導(dǎo)致器件性能差，需要添加第四種元素作為載流子抑制劑以提高器件性能。此外，AOS TFT不僅能應(yīng)用于顯示器領(lǐng)域，在紫外探測(cè)、生物傳感、氣敏等傳感領(lǐng)域也表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，是AOS

2、TFT技術(shù)的另一個(gè)重點(diǎn)研究方向。
　　本文采用溶液燃燒法在低溫條件下制備了非晶ZnTiSnO（a-ZTTO）薄膜，結(jié)果顯示Ti摻雜后薄膜的形貌發(fā)生了巨大變化，由連續(xù)致密的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成凸起峰和凹陷坑相互交錯(cuò)組成的絨面結(jié)構(gòu)，有望應(yīng)用于傳感領(lǐng)域。且Ti作為載流子抑制劑，能有效降低薄膜中VO的數(shù)量。
　　隨后以上述薄膜作為溝道層制備了a-ZTTO TFT器件，探索了二次退火、溝道尺寸、Ti摻雜量對(duì)器件的電學(xué)性能影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明二次退

3、火處理確實(shí)能有效降低薄膜界面缺陷態(tài)密度以提高器件的電學(xué)性能，而溝道寬長(zhǎng)比的減少導(dǎo)致器件性能明顯退化。我們還發(fā)現(xiàn)適量的Ti摻雜有利于優(yōu)化器件的電學(xué)性能并提高其穩(wěn)定性。當(dāng)Zn/Ti=30∶1時(shí)，器件的性能表現(xiàn)最優(yōu):Ion/Ioff=3.54×105，μFE=0.77cm2V-1s-1, Vth=2.14V, SS=1.13V/decade。
　　此外，我們還分析了a-ZnSnO TFT對(duì)365 nm的紫外光響應(yīng)和恢復(fù)情況，發(fā)現(xiàn)柵壓可以