KH550-GO復(fù)合柵介質(zhì)低壓氧化物薄膜晶體管研究.pdf

1、近年來，氧化物薄膜晶體管因其場效應(yīng)遷移率高、透光性好、易于大面積制備等優(yōu)點(diǎn)而引起廣泛的關(guān)注。然而，由于傳統(tǒng)柵介質(zhì)材料介電常數(shù)低，當(dāng)器件的工作電壓較低時(shí)，柵極電壓很難對(duì)源漏電流進(jìn)行良好調(diào)控，這很大程度限制了TFT器件在低功耗、高性能電子產(chǎn)品等領(lǐng)域上的應(yīng)用。為增加?xùn)沤橘|(zhì)電容耦合特性，降低器件的工作電壓，提升器件電學(xué)特性，人們開始著手降低柵介質(zhì)薄膜的厚度和探尋新型柵介質(zhì)材料。但柵介質(zhì)薄膜厚度的降低往往受到物理極限所限制，制作工藝要求相對(duì)提升很

2、高，其薄膜強(qiáng)度和性能降低，對(duì)TFT器件的電學(xué)性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都增加了一定的隱患，器件的合格率降低，為減小TFT器件的工作電壓，同時(shí)不去犧牲器件的電學(xué)特性，人們越來越多的將精力投入到研發(fā)新的柵介質(zhì)材料。
　　（1）由于KH550分子結(jié)構(gòu)中含有大量的-NH2和-Si-O-C2H5，其中-Si-O-C2H5易水解生成Si-OH鍵，而-OH和-NH2都屬于親水性基團(tuán)，可以預(yù)測KH550固態(tài)電解質(zhì)可能具有較高的質(zhì)子電導(dǎo)率，是低壓氧化物薄膜晶體

3、管理想的柵介質(zhì)材料。然而到目前為止，KH550常用來偶聯(lián)無機(jī)材料和高分子材料，卻沒有關(guān)于KH550固態(tài)電解質(zhì)作為質(zhì)子導(dǎo)體薄膜和薄膜晶體管柵介質(zhì)的相關(guān)報(bào)道。因此，本文采用KH550固態(tài)電解質(zhì)為氧化物薄膜晶體管的柵介質(zhì)材料，對(duì)KH550固態(tài)電解質(zhì)薄膜的各項(xiàng)性能進(jìn)行表征，分析測量KH550氧化物TFT器件的電學(xué)特性并計(jì)算出該器件的各項(xiàng)電學(xué)參數(shù)，分析判斷KH550固態(tài)電解質(zhì)能否成為薄膜晶體管理想的柵介質(zhì)材料。
　　（2）采用旋涂法制備硅烷

4、偶聯(lián)劑-氧化石墨烯（KH550-GO）新型復(fù)合柵介質(zhì)薄膜，由于柵介質(zhì)層和溝道層界面處明顯的雙電層效應(yīng)，當(dāng)頻率為0.1 Hz時(shí)，單位面積電容高達(dá)2.18μF/cm2。本文采用自組裝原理，借助磁控濺射儀，僅需一次掩膜，即可同時(shí)生成晶體管的溝道與源漏電極。利用半導(dǎo)體參數(shù)分析儀在室溫黑暗的條件下測量該器件的電學(xué)特性，結(jié)果表明，KH550-GO固態(tài)柵介質(zhì)氧化物薄膜晶體管具有優(yōu)良的電學(xué)性能，其工作電壓僅為2 V、飽和電流為580μA、亞閾值擺幅10