TiZnSnO非晶氧化物半导体薄膜制备及应用研究

发布时间：2018-01-14 04:04

  本文关键词：TiZnSnO非晶氧化物半导体薄膜制备及应用研究　出处：《浙江大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：电子产品的迅速更新换代对平板显示提出了大尺寸、高分辨、可弯曲等技术发展要求,非晶氧化物薄膜晶体管(TFT)平板显示技术在这方面显示巨大的应用潜力。非晶InGaZnO (a-IGZO)作为一个经典体系被广泛研究并且已被用于产业化生产,但是In、Ga元素为稀有金属元素,储量少、价格高。ZnSnO (ZTO)作为a-IGZO的替代体系表现出优异的电学性能,但存在漏电流较大、稳定性较差等问题。本文掺入Ti作为稳定剂制备TiZnSnO (TZTO)薄膜,研究Ti含量对薄膜性质及器件性能的影响规律,主要包括如下内容：1.采用射频磁控溅射方法室温条件下制备不同Ti含量的TZTO非晶氧化物半导体薄膜,结果显示Ti含量的不断增大对薄膜的非晶结构、光学性能影响不大,而薄膜中氧空位浓度先降低后升高,表明Ti可以起到载流子抑制剂的作用,但同时要考虑薄膜质量对载流子浓度的影响。2.将TZTO薄膜作为有源层制备TFT器件,结果显示Ti含量的变化会对器件电学性能产生规律性影响。TZTO(0.02)-TFT器件综合电学性能最优,开关电流比为5.75×106,载流子饱和迁移率μsat为1.63 cm2V-1s-1,亚阈值摆幅SS值为1.07V/decade。同时,Ti的掺入可以作为稳定剂改善器件的栅极偏压稳定性。3.采用射频磁控溅射方法制备TZTO/Si异质结,使用XPS成功测定并得到异质结能带结构图。
[Abstract]:The rapid upgrading of electronic products has put forward the requirements of large size, high resolution, bending and other technical development requirements for flat panel display. Amorphous oxide thin film transistor (TFT) flat panel display technology has great potential in this field. Amorphous InGaZnO (a-IGZO). As a classical system has been widely studied and has been used in industrial production. However, the element Innu Ga is a rare metal element with little reserves and high price. ZnSnO / ZTOO can be used as a substitute system for a-IGZO with excellent electrical properties, but the leakage current is large. In this paper, the influence of Ti content on the properties and device properties of TiZnSnO thin films was studied. The main contents are as follows: 1. TZTO amorphous oxide semiconductor films with different Ti content were prepared by RF magnetron sputtering at room temperature. The results show that the increasing of Ti content has little effect on the amorphous structure and optical properties of the films, while the oxygen vacancy concentration in the films decreases first and then increases, indicating that Ti can act as a carrier inhibitor. At the same time, the influence of film quality on carrier concentration should be considered. 2. TZTO thin films are used as active layers to fabricate TFT devices. The results show that the variation of Ti content will have a regular effect on the electrical properties of the devices. The overall electrical properties of the TZTOO / 0.02 / TFT devices are the best, and the switching current ratio is 5.75 脳 10 ~ 6. The carrier saturation mobility 渭 sat is 1.63 cm2V-1s-1, and the SS value of sub-threshold swing is 1.07V / r -decade. at the same time. Ti doping can be used as stabilizer to improve the bias stability of the device. 3. TZTO/Si heterostructures are fabricated by RF magnetron sputtering. The heterojunction band structure was successfully measured by XPS.
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN304;TB383.2

【共引文献】

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本文编号：1421912