InZnO:N薄膜晶体管的研制

发布时间：2017-10-18 13:29

  本文关键词：InZnO:N薄膜晶体管的研制

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【摘要】：薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)广泛应用于显示领域,随着人们对显示器件尺寸和性能需求的提高,非晶硅TFT因迁移率太低(小于1cm2/Vs)、多晶硅TFT大面积一致性差以及对可见光敏感等缺点已不能满足其在工业上的应用。以ZnO为代表的金属氧化物薄膜晶体管以光敏性弱、迁移率高、开口率高等优点吸引了越来越多的关注和研究。但是,ZnO基TFT现阶段也存在如0空位、Zn填隙等缺陷,性能不稳定,迁移率还不足够高等问题,这些都限制了透明金属氧化物TFT的进一步发展。针对以上问题,我们用磁控溅射的方法研制了InZnO:N-TFT,并通过优化制备InZnO:N薄膜的条件,提高InZnO:N-TFT的电学性能。本文主要研究工作如下：一、研究了有源层厚度对InZnO:N-TFT性能的影响,结果表明,随着InZnO:N薄膜厚度的增加,迁移率先增加后减小。当有源层厚度为30nm时器件性能最佳,其迁移率为37.1cm2/Vs,阈值电压为-9.1 V,开关比为2.4E+07；二、研究了退火温度对InZnO:N-TFT性能的影响,结果表明,在一定范围内随着退火温度的增加,器件性能逐渐变好；退火温度过高时,器件性能急剧退化。当退火温度为950℃时,晶体管性能最佳,其迁移率为37.1cm2/V s,阈值电压为-9.1 V,开关比为2.4E+07；三、研究了器件溅射过程中O2/Ar对InZnO:N-TFT性能的影响,实验发现适量的氧气可以帮助提高有源层的质量,当氧气流量为1SCCM时,即O2/Ar等于1／30时,器件性能最佳,其迁移率为39.3cm2/Vs,阈值电压为2.4 V,开关比为2.2E+07。四、研究了器件沟道宽长比及沟道长对器件性能的影响,实验发现,在固定沟道宽的情况下,随着宽长比的减小器件性能退化；在固定宽长比的情况下,器件性能随着沟道长的减小而增强。
【关键词】：InZnO:N 薄膜晶体管 迁移率 开关比
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN321.5
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 薄膜晶体管的应用及发展11-14
• 1.2.1 不同应用背景对TFT技术的需求11-13
• 1.2.2 不同半导体材料TFT的比较13-14
• 1.3 薄膜晶体管的结构、原理及性能表征14-18
• 1.3.1 薄膜晶体管的结构14-15
• 1.3.2 薄膜晶体管的原理15-16
• 1.3.3 薄膜晶体管的性能表征16-18
• 1.4 本文的研究目标及选题意义18
• 1.5 论文的主要内容和章节安排18-20
• 第二章 有源层厚度对InZnO：N-TFT性能的影响20-28
• 2.1 器件制备20-21
• 2.2 分析与讨论21-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 退火温度对InZnO：N-TFT性能的影响28-34
• 3.1 器件制备28-29
• 3.2 分析与讨论29-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第四章 O_2/Ar对InZnO: N-TFT性能的影响34-39
• 4.1 器件制备34
• 4.2 分析与讨论34-38
• 4.3 本章小结38-39
• 第五章 沟道宽长比、沟道长对InZnO：N-TFT性能的影响39-46
• 5.1 器件制备39
• 5.2 分析与讨论39-45
• 5.2.1 宽长比对InZnO：N-TFT性能的影响39-42
• 5.2.2 沟道长对InZnO：N-TFT性能的影响42-45
• 5.3 本章小结45-46
• 第六章 结论46-47
• 参考文献47-50
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果50-52
• 学位论文数据集52

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