柔性非晶铟镓锌氧薄膜晶体管栅绝缘层的研究

发布时间：2020-12-25 01:26

　　非晶铟镓锌氧薄膜晶体管（a-IGZO TFT）因具备较高的载流子迁移率、可低温制备、可实现透明和柔性显示等优点而被认为是下一代平板显示的有源矩阵驱动电子器件。因为栅绝缘层材料会对柔性薄膜晶体管器件特性产生非常显著的影响,所以选择合适的栅绝缘层材料并对其制备工艺进行优化显得尤为重要。目前,柔性a-IGZO薄膜晶体管的栅绝缘层多采用氧化硅（SiO_X）和氮化硅（SiN_X）,但是SiO_X的相对介电常数较低（仅3.9左右）,而SiN_X的禁带宽度较小（仅5eV左右）。因此,用于柔性薄膜晶体管的新型栅绝缘层材料和制备工艺仍有待进一步的研究和开发。首先,我们采用磁控溅射方法,在聚酰亚胺（PI）薄膜上室温制备了柔性a-IGZO薄膜晶体管。其中,栅绝缘层选择了不同厚度比例的氧化硅（SiO_X）与氧化坦（TaO_X）薄膜的搭配。我们对比研究了不同栅绝缘层结构的薄膜特性以及所对应的柔性薄膜晶体管器件的操作特性和偏压稳定性。实验结果表明,TaO_X的成膜速率明显高于... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

薄膜晶体管的四种基本结构

上海交通大学硕士学位论文然薄膜晶体管的器件结构各异，但是工作原理基本相同。如图 1-2 体管为三端器件，受电压驱动。我们以 N 型底栅错排型薄膜晶体管原理如下：通常我们会施加栅极电压（VGS）和大于零漏极电压（V体管器件上，当 VGS为正电压时，会在有源层感应生成电子积累，子浓度与有源层的霍尔迁移率以及栅绝缘层的介电常数等均有关，S>VTH（VTH为薄膜晶体管器件的阈值电压），那么将会在源漏极之道，输出电流的大小同时受到栅极电压和漏极电压的影响，可分别曲线和输出特性曲线观察器件特性变化趋势。

材料特性排列是有规律的，通常被称为长程有序，然而非晶体律，非晶材料的结构排列是长程无序而短程有序，这具有明显高于非晶材料的迁移率；但是非晶材料也有迁移率、低温制备下良好的大面积均一性等。非晶体的载流子迁移率通常低于相对应的晶体材料，的内部机制并不完全相同。如图 1-3（a）所示，晶态径是共价键下的 SP3杂化轨道，方向性极强，非晶体因此载流子的传输路径就会受到阻挡，导致迁移率明不相同，如图 1-3（b）所示，载流子的传输是通过电非晶状态下，原子排列杂乱无章，金属原子的电子云，因此，即使是非晶状态，IGZO 同样可以保持较高的了非晶材料较好的大面积均一性的优点[20]，使得 a-I展。

【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性显示器件用聚酰亚胺基板的研究与应用进展[J]. 刘金刚,倪洪江,郭远征,宋勇志,杨士勇.  精细与专用化学品. 2014(09)
[2]The influence of RF power on the electrical properties of sputtered amorphous InGa-Zn-O thin films and devices[J]. 施俊斐,董承远,戴文君,吴杰,陈宇霆,詹润泽.  Journal of Semiconductors. 2013(08)



本文编号：2936682