铟镓锌氧薄膜晶体管的制备及其性能研究
[Abstract]:In recent years, oxide semiconductor thin film transistors have been widely used in the electronic industry. With the rapid development of display technology, traditional transistor devices based on amorphous silicon can no longer meet the needs of existing display technology. The emergence of IGZO-TFT (Indium Gallium Zinc Oxygen Thin Film Transistor) has solved this problem well. Because the conductive transport channels of IGZO are mainly formed by the overlap of spherically symmetrical s-orbits between adjacent metal atoms, even in the amorphous state, IGZO-TFT thin film transistors can maintain good performance. Moreover, the amorphous characteristics of IGZO thin films mean that transistors can be fabricated at lower temperatures, and the above characteristics are non-crystalline. In this paper, IGZO thin films were prepared by RF magnetron sputtering. The structure of the thin films was analyzed by X-ray diffraction (XRD) and energy scattering spectroscopy (EDS). Thin film transistors were fabricated by using IGZO thin films as active layers. The main contents of this paper are as follows: In this paper, the improvement of thin film technology is explored. IGZO thin films are grown on silicon wafers with silicon dioxide coating. Firstly, the influence of annealing atmosphere on the performance of IGZO-TFT is studied. It is found that the performance of TFT devices annealed in air is the best. In the discussion of temperature, it is found that the transistors annealed at 450oC exhibit good switching characteristics and stable saturation current, and the mobility is as high as 4.23 cm2V-1s-1. In addition, the study shows that the overall performance of TFT devices with thinner active layer is better, because with the decrease of the thickness of active layer, the internal electron scattering phenomenon decreases and the channel equivalent electricity decreases. In addition, the TFT performance is improved gradually with the increase of channel width ratio W/L. The effects of different metal materials (Au, Cu, Al) as source and drain electrodes on the performance of TFT devices are also compared. The results show that Cu and Al as electrode are easier to be oxidized, resulting in the increase of contact resistance, which leads to the weaker TFT performance than that of Au electrode. The results of IGZO-TFT with different insulating layers show that SiNx is superior to SiO2, which is attributed to the fact that SiNx can reduce the trap concentration between dielectric layer and channel layer. The results show that annealing can reduce the oxygen vacancy defect concentration in the film, thus significantly improving the mobility of TFT devices and lowering its threshold voltage.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN321.5
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