溝道層工藝條件對(duì)IZO薄膜晶體管穩(wěn)定性的影響及機(jī)理研究.pdf

1、本論文研究分析了射頻磁控濺射制備溝道層的工藝條件對(duì)氧化物薄膜晶體管穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)中以不同的溝道層工藝條件制備了銦鋅氧化物薄膜晶體管(IZO-TFT)，其中由射頻磁控濺射法沉積IZO溝道層和Al2O3介質(zhì)層，真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁電極，器件呈底柵層錯(cuò)結(jié)構(gòu)，整體工藝溫度低于100℃，與柔性電子學(xué)相兼容。在溝道層濺射時(shí)間為8min，氧分壓為0.24 Pa時(shí)器件性能最優(yōu)，飽和遷移率為5.52 cm2/V·s，閾值電壓為6.09 V，亞閾值擺幅

2、為0.54 V/dec，開(kāi)關(guān)比3×106。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)增加溝道層濺射時(shí)間(7.5，8.0，8.5 min)，TFT轉(zhuǎn)移特性曲線逐漸朝“左上方”移動(dòng)，而增加氧分壓轉(zhuǎn)移特性曲線向“右下方”移動(dòng)。不僅如此，溝道層厚度和制備氧分壓兩個(gè)參數(shù)也同樣影響著相應(yīng)TFT的穩(wěn)定性。
　　改變IZO薄膜的制備氧分壓，可以明顯調(diào)制薄膜及相應(yīng)TFT的性能。通過(guò)對(duì)單層薄膜的表征可知，所制備的IZO薄膜皆為非晶結(jié)構(gòu)，表面平整(方均根粗糙度最小僅為0.36 nm

3、)，可見(jiàn)光區(qū)平均透射率達(dá)87％，并且隨著氧分壓增加，薄膜的表面形貌先變好后變差，而透光性逐漸變好。對(duì)比制備氧分壓分別為0.16Pa和0.24 Pa兩個(gè)薄膜晶體管在干燥箱放置一個(gè)月前后的性能變化，發(fā)現(xiàn)0.16 Pa的器件場(chǎng)效應(yīng)遷移率從8.14 cm2/V·s減小到了2.60 cm2/V·s，閾值電壓正向漂移了3.45 V，開(kāi)關(guān)比和亞閾值擺幅也有了一定程度的惡化，反觀0.24 Pa的器件相對(duì)穩(wěn)定了很多。因此，IZO制備過(guò)程中的氧分壓越高，器