金属氧化物场效应晶体管的结构化改进研究

发布时间：2020-07-15 13:30

【摘要】：随着显示行业的持续进步和发展,场效应晶体管(FET)因作为平板显示的核心器件,其发展备受瞩目。目前,通常采用非晶硅FET和低温多晶硅FET作为液晶显示器(LCD)像素的开关器件。而对于下一代显示技术的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)来说,每个像素分别引入两个FET作为开关和驱动FET,这就对FET的性能提出了更高的要求(载流子迁移率在10 cm~2/Vs以上)。金属氧化物型FET因其优异的电学性能、大面积均匀性和较低的制备温度而受到关注。在本文中,我们分别利用静电纺丝和溶胶凝胶技术制备高性能的金属氧化物FET,研究分为三部分:第一部分:采用环氧树脂作为粘合剂对纳米纤维进行焊接,以提高纤维之间的粘附性,进而降低接触电阻。利用焊接工艺的优势,制备了以焊接In_2O_3纳米纤维为沟道层的FET,并显示出良好的电学性能。第二部分:结合焊接工艺,选择合适的掺杂剂对In_2O_3纳米纤维进行掺杂,实现了对电子器件性能的精确调控。当高k ZrO_x代替SiO_2作为介电层时,电子器件的电学性能得到了进一步改善。此外,由于掺杂剂的加入,FETs的偏压稳定性也得到了显著地增强。第三部分:设计了一种不使用其他金属元素掺杂剂双层器件结构。在该双层器件中,有源层由两个不同退火温度的In_2O_3薄膜组成。其中,退火温度较高的In_2O_3薄膜提供高的载流子浓度,能使电荷积累最大化而得到高迁移率;退火温度较低的In_2O_3薄膜通过调节沟道电导而实现低的关态电流和合适的阈值电压。因此,该双层器件的电学性能和偏压稳定性都远强于单层In_2O_3器件。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN386.1

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本文编号：2756552