阳极氧化法制备MgAl 2 O 4 薄膜及其特性研究

发布时间：2024-03-21 22:41

　　TFT阵列作为液晶显示(LCD)和有机发光二极管显示(OLED)的核心部件,一直是科研工作者的重要研究对象。非晶氧化物半导体薄膜晶体管(AOS-TFT)凭其迁移率高、在可见光区域透明、可低温制备,性能稳定等优点受到人们的青睐。而目前规模化生产的TFT制备必须在高真空条件下,真空设备不仅价格昂贵,而且薄膜沉积过程中容易产生氧空位,导致器件性能下降。本文使用的阳极氧化法,是在空气氛围室温条件下制备氧化物薄膜,操作简单,成本相对较低。本文在本实验室研究成果的基础上,改用酒石酸铵乙二醇溶液为电解液,探索不同原子比的Mg-Al合金膜阳极氧化处理后的结构、性能等。本文的主要工作和研究结果如下:1.利用电子束蒸发台,保持其它工艺参数不变,仅改变Mg靶的轰击束流,通过薄膜测试表征,发现电子束流越大,薄膜的粗糙度减小到一定程度后有增大的趋势,Mg掺杂浓度越来越大。2.本文阳极氧化的恒压均为85V,氧化时长为1.5h,将原子比相同的薄膜经不同氧化电流密度氧化处理后,进行AFM、EDS、XRD分析,氧化电流密度较大时,薄膜表面较为平整,均匀性良好,氧化电流密度越小,薄膜质量越差,流失到电解液中的Mg越多。氧...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氧化物TFT的发展历程
    1.3 本论文的提出与工作内容
    1.4 本章小结
第二章 理论基础
    2.1 薄膜晶体管的特性
    2.2 阳极氧化的基本原理
        2.2.1 高电场传导理论
        2.2.2 界面的基本反应
    2.3 本章小结
第三章 实验制备和薄膜表征
    3.1 实验设备简介
        3.1.1 电子束蒸发台的工作原理
        3.1.2 Keithley2400测试平台
    3.2 薄膜测试设备简介
        3.2.1 台阶轮廓测试仪
        3.2.2 X射线衍射分析仪(XRD)
        3.2.3 扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱仪(EDS)
        3.2.4 原子力显微镜(AFM)
    3.3 实验流程设计
        3.3.1 实验材料的准备
        3.3.2 薄膜的蒸镀
        3.3.3 阳极氧化处理
        3.3.4 退火处理、制备MIM结构及电学性能测试
    3.4 本章小结
第四章 实验结果与分析
    4.1 Mg掺杂浓度对Mg-Al合金薄膜质量的影响
        4.1.1 镁蒸镀束流对薄膜表面形貌的影响
        4.1.2 镁蒸镀束流对薄膜成分的影响
        4.1.3 合金薄膜的结构分析
    4.2 不同掺杂浓度合金薄膜的阳极氧化
        4.2.1 氧化电流密度对薄膜形貌的影响
        4.2.2 氧化电流密度对薄膜结构的影响
        4.2.3 氧化物薄膜的能谱分析
        4.2.4 氧化电流密度对薄膜电学性能的影响
    4.3 不同Mg、Al原子比合金薄膜的氧化分析
        4.3.1 不同原子比合金膜的氧化
        4.3.2 不同原子比合金膜氧化后的性能表征
        4.3.3 不同原子比合金膜氧化后的电学性能分析
    4.4 退火工艺对氧化物薄膜质量的影响
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3934236