超高迁移率异质结非晶氧化物半导体薄膜晶体管的研究

发布时间：2020-10-20 01:00

　　 近年来,有源矩阵发光二极管(AMOLED)在显示中大放异彩,在诸多薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)材料中,金属氧化物(Metal Oxide)由于具有较高的迁移率,而且因均一性好、可见光透明、稳定性好和工艺温度低等优点而备受关注。然而随着显示技术的不断发展,对驱动迁移率的要求越来越高,现有的材料迁移率已不能满足这一技术要求,这就需要我们开发出高迁移率的TFT材料或器件结构。本文采用的有源层材料为铟锌氧(Indium Zinc Oxide,IZO),为了提高迁移率,我们通过改变铟(In)的含量制备出双层的IZO有源层(HIZO/LIZO),其中HIZO为高铟层,LIZO为低铟层,形成了HIZO/LIZO异质结结构。我们分别研究了HIZO薄膜和LIZO薄膜的光学特性以及电学特性,不论是HIZO还是LIZO薄膜,在350℃退火条件下依然处于非晶态。随着薄膜厚度变薄,薄膜展示出了更高的透过率并伴随着蓝移,意味着光学带隙的拓宽,在相同膜厚的情况下HIZO的带隙比LIZO宽。通过UPS和开尔文发现薄膜厚度减小导致E_F下降,说明载流子浓度随着薄膜的厚度减小而减小,并且还发现HIZO比LIZO的E_(offset)大。此外通过XPS测试得出HIZO的氧空位高于LIZO,说明HIZO薄膜有着更高的载流子浓度,意味着HIZO TFT有更高的迁移率。本论文制备了HIZO、LIZO和heterojunction HIZO/LIZO三种TFTs,发现heterojunction TFT的迁移率远高于另外2种TFTs。通过C-V测试发现heterojunction TFT的载流子浓度更高,并且通过电导-有源层膜厚曲线发现heterojunction TFT中出现了2个峰,证明heterojunction TFT具有双层导电沟道,导致迁移率增大。在低温测试过程中输出转移特性正常,即使在4.2 K的温度下器件的性能也很优异,从低温回到室温条件下的性能和初始性能几乎没变,说明器件的变温稳定性较好。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.2;TN321.5
【部分图文】：

华南理工大学硕士学位论文场效应晶体管（MOS）的一种类型，由栅极、绝缘层、[4]。TFT 的应用体现在：1.在像素矩阵中起选址的作用电路。图 1-1 为最简单的驱动 AMOLED 的 2T1C 电路pacitors（电容）），2 个 TFT 管分别起到选址开关和驱线输进去，控制整行扫描线上各个像素的 TFT 栅极，据信号在选址信号打开时输入至另外一个 TFT 的栅极能力的同时兼具好的信号保持能力。

图 1-2 导带底的轨道结构示意图[26](a) Si; (b) 氧化物半导体-2 Schematic orbital drawings for the carrier transport paths (conduction band bottcrystalline and amorphous semiconductors[26]: (a) Si; (b) oxide semiconductors

图 1-2 导带底的轨道结构示意图[26](a) Si; (b) 氧化物半导体chematic orbital drawings for the carrier transport paths (conduction band bstalline and amorphous semiconductors[26]: (a) Si; (b) oxide semiconductors
【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 王宇;田朝勇;周刚;;AMOLED像素驱动电路参数设计[J];液晶与显示;2013年04期

2 曹镛;陶洪;邹建华;徐苗;兰林锋;王磊;彭俊彪;;金属氧化物薄膜晶体管及其在新型显示中的应用[J];华南理工大学学报(自然科学版);2012年10期

3 王中健;王龙彦;马仙梅;付国柱;荆海;;透明非晶态氧化物半导体薄膜晶体管的研究进展[J];液晶与显示;2009年02期

4 谢强,李宏建,黄永辉,代国章,彭景翠;几种OLED有源驱动电路中像素单元电路的分析[J];液晶与显示;2004年06期

5 邱勇,胡远川,董桂芳,王立铎,谢俊锋,马亚宁;柔性全有机薄膜场效应晶体管的制备和性能[J];科学通报;2003年09期

6 胡文平,刘云圻,朱道本;有机薄膜场效应晶体管[J];物理;1997年11期

相关博士学位论文 前1条

1 胡远川;有机薄膜场效应晶体管及其载流子传输特性[D];清华大学;2004年

本文编号：2847969