氧化物电子材料及其在薄膜晶体管的应用研究

发布时间：2023-06-05 03:04

　　目前有源矩阵液晶显示(AMLC D)中主要用氢化非晶硅薄膜晶体管(a-Si：HTFTs)来做面板的像素开关。a-Si:H TFTs-LCD技术由于非晶硅的不透明性、低迁移率和阈值电压的漂移等问题限制了其在液晶显示中的进一步发展。氧化物电子材料种类多样,应用广泛,包含诸如介电材料、铁电材料、磁性材料、压电材料、多铁性材料、高温超导、外延氧化物、忆阻材料和传感器等领域。薄膜晶体管按照有源层微结构不同可分为单晶TFTs、多晶TFTs和非晶TFTs。非晶氧化物薄膜晶体管(AOS TFTs),具有高的迁移率、高的透过率及与低温工艺兼容的优点,并且可以使平板面积做得更大,因而是a-Si:H TFTs合适的替代品。本文的研究内容集中于氧化物电子材料的制备及其在AOS TF Ts上的应用,主要工作如下：1.研究了生长温度和退火温度对Zn3Sn2O7(ZTO)薄膜物理特性的影响。在这个工作中,在玻璃衬底上利用射频溅射的方法生长ZTO薄膜。研究发现所有制备的薄膜为非晶,与生长温度无关。室温生长的薄膜具有最高的迁移率8.1cm2·V-1·s-1和最低的载流子浓度2.0×1015 cm-3。生长温度为250℃...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 薄膜晶体管的发展历史
    1.3 薄膜晶体管应用
    1.4 TFT器件结构
    1.5 TFT器件工作原理
    1.6 ZTO材料介绍
    1.7 NiO材料介绍
    1.8 本论文的工作
    1.9 参考文献
第二章 薄膜沉积及器件制备工艺
    2.1 薄膜制备方法介绍
        2.1.1 溅射法生长薄膜
        2.1.2 原子层沉积法生长薄膜
        2.1.3 热蒸发法生长薄膜
        2.1.4 退火工艺原理
    2.2 薄膜表征手段
        2.2.1 扫描电子显微镜
        2.2.2 原子力显微镜
        2.2.3 X射线衍射
        2.2.4 透射光谱
        2.2.5 霍尔效应测试方法
    2.3 光刻工艺
        2.3.1 光刻原理
        2.3.2 湿法刻蚀
        2.3.3 聚焦离子束(FIB)刻蚀
        2.3.4 剥离图案法
    2.4 薄膜晶体管器件测试原理
        2.4.1 电流-电压(Ⅰ-Ⅴ)测试
        2.4.2 电容-电压(C-V)测试
    2.5 参考文献
第三章 ZTO薄膜晶体管制备和研究
    3.1 引言
    3.2 ZTO薄膜结构和电学性质
    3.3 ZTO-TFT的结构和工艺流程
    3.4 Ta₂O₅栅ZTO薄膜晶体管
        3.4.1 透明电极铟锡氧(ITO)的摸索
        3.4.2 Ta₂O₅绝缘层不同生长参数对器件性能的影响
    3.5 基于Ta₂O₅栅介质的ZTO纳米线晶体管制备及性能研究
        3.5.1 引言
        3.5.2 纳米线晶体管的制备和测试过程
        3.5.3 实验结果和讨论
    3.6 本章小结
    3.7 参考文献
第四章 TFT中源漏电极接触电阻对器件性能影响及研究
    4.1 引言
    4.2 Al₂O₃栅薄膜晶体管的制备和测试
    4.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
    4.5 参考文献
第五章 基于NiO的p型薄膜晶体管制备和研究
    5.1 引言
    5.2 NiO薄膜及其TFT晶体管的制备过程
    5.3 实验结果与讨论
    5.4 本章小结
    5.5 参考文献
第六章 总结和工作展望
    6.1 本文的研究工作总结
    6.2 今后工作展望
个人简历



本文编号：3831562