可降解半导体材料和介质材料的瞬态特性研究

发布时间：2023-05-14 08:15

　　半导体器件是现今电子信息产业的基石,如何实现半导体材料和介质材料的瞬态可控降解是实现瞬态电子器件及集成电路的技术关键所在。为此,本文重点开展了瞬态半导体材料与介质材料相关研究,初步研究了ZnO和IZO半导体材料的瞬态特性和电学特性;探索了常规介质(如SiO₂)和高K介质(如Al₂O₃、MgO)等介质材料的瞬态特性和电学特性。掌握了瞬态半导体、介质材料的设计方法、关键制备工艺以及瞬态降解特性测试技术;明确了材料降解的物理过程,构建了物理模型。针对可降解半导体材料的研究,采用溶液法制备了不同温度下退火的IZO薄膜,研究了温度和薄膜层数对晶体管性能的影响。利用溶液旋涂法旋涂两层并在350℃下退火,器件的迁移率μ能达到9.5 cm²/V·s,阈值电压V_TH是9 V,开关比I_on/I_off达到4.71×10⁶。之后对整个TFT器件的瞬态特性做了研究,器件在37℃的DI-water中浸泡2 min后性能下降明显,浸泡4 mi...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 瞬态可降解材料的研究现状综合
        1.2.1 可降解衬底材料
        1.2.2 可降解半导体材料
        1.2.3 介质材料
        1.2.4 金属电极
    1.3 瞬态电子的降解方式
    1.4 瞬态电子溶解动力学
    1.5 本文的研究意义和研究内容
第二章 薄膜晶体管的制备和表征方法
    2.1 薄膜晶体管的基本结构和工作原理
        2.1.1 TFT的基本结构
        2.1.2 TFT的工作原理
        2.1.3 TFT的主要性能参数
    2.2 薄膜晶体管各层的制备方法及原理
    2.3 表征及测试方法
        2.3.1 薄膜厚度以及表面形貌的测试
        2.3.2 薄膜的电学性能测试
        2.3.3 薄膜晶体管的电学性能测试
    2.4 本章小结
第三章 可降解半导体材料的瞬态特性研究
    3.1 溶解实验的准备工作
    3.2 IZO薄膜瞬态特性研究
        3.2.1 IZO薄膜的制备和形貌表征
        3.2.2 IZO薄膜的瞬态特性
        3.2.3 IZO薄膜晶体管的制备
        3.2.4 IZO-TFT器件的性能
        3.2.5 IZO-TFT器件的瞬态特性
    3.3 ZnO薄膜瞬态特性研究
        3.3.1 ZnO薄膜的制备和形貌表征
        3.3.2 ZnO薄膜的瞬态特性
    3.4 本章小结
第四章 可降解介质材料的瞬态特性研究
    4.1 MgO材料的研究
        4.1.1 MgO薄膜的制备和形貌表征
        4.1.2 MgO薄膜的电学特性
        4.1.3 MgO薄膜的瞬态特性研究
        4.1.4 基于MgO的 TFT的瞬态特性研究
    4.2 Al₂O₃ 材料的研究
        4.2.1 Al₂O₃ 薄膜的制备和形貌表征
        4.2.2 Al₂O₃ 薄膜的电学特性
        4.2.3 Al₂O₃ 薄膜的瞬态特性研究
        4.2.4 基于Al₂O₃的TFT的瞬态特性研究
    4.3 SiO₂ 材料的研究
        4.3.1 SiO₂ 薄膜的制备
        4.3.2 SiO₂ 薄膜的瞬态特性研究
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3817512