氧分压对铟镓锌氧薄膜晶体管性能影响

采用标准的液晶显示屏基板制备工艺制备出铟镓锌氧薄膜晶体管(IGZO-TFT),通过调节IGZO薄膜工艺中氧分压,研究不同氧分压对TFT器件电学性能的影响。实验结果表明,所有器件都展现出良好的电学特性,随着氧分压从10%增加到50%,TFT的阈值电压由0.5 V增加到2.2 V,而亚阈值摆幅没有发生变化。在栅极施加30 V偏压3600 s后,随着氧分压的增加,阈值电压向正向的漂移量由1 V增加到9 V。经过分析得出高氧分压的IGZO-TFT器件中载流子浓度低,建立相同导电能力的沟道时所需要栅极电压会更大,阈值电压会增加。而在金属-绝缘层-半导体(MIS)结构中低载流子浓度会导致有源层能带弯曲的部分包含更多与电子陷阱相同的能态,栅介质层(GI)会俘获更多的电子,造成阈值电压漂移量较大的现象。     

环境湿度对非晶铟镓锌氧薄膜晶体管负偏压光照稳定性的影响

为了探究环境湿度对非晶铟镓锌氧薄膜晶体管(a-IGZO TFT)的负偏压光照(NBIS)稳定性的影响,本文使用非密闭腔室进行不同波长光照射下以及不同相对湿度下的TFT负偏压测试.介绍了a-IGZO TFT的基本结构以及实验所用I-V测试系统.测试了不同波长光照条件下a-IGZO TFT的转移特性曲线以及相同波长光照射下...     

非晶铟镓锌氧薄膜晶体管银/钛源漏电极的研究

为了适应大尺寸高分辨率显示的技术需求,研究并开发用于非晶铟镓锌氧(a-IGZO)薄膜晶体管(TFT)阵列的低电阻电极非常关键。本文采用磁控溅射制备的金属银为源漏电极,设计并制作了底栅结构的a-IGZO TFT器件。实验发现,具有单层银源漏电极的器件电学特性较差,这是因为银与a-IGZO之间不能形成良好的欧姆接触。另一方面,通过增加钛中间层而形成的Ag/Ti电极在保持低电阻的同时能够有效阻止银原子扩散并与a-IGZO形成较好的接触状态。最终制备的以Ag/Ti为源漏电极的a-IGZO TFT具有明显改善的电学特性,场效应迁移率为1.73cm~2/V·s,亚阈值摆幅2.8V/(°),开关比为2×10~7,由此证明了磁控溅射制备的银电极具有应用于非晶氧化物薄膜晶体管的实际潜力。     

非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管的制备及其光敏特性研究

基于射频磁控溅射法制备了以非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)作为有源层的底栅顶接触式薄膜场效应晶体管(Thin Film Transistor,TFT),其长/宽比为300μm/100μm。研究了该器件在无激光和在三种不同波长激光照射下的光敏特性。实验表明,器件在波长分别为660、450和405nm三种激光照射下的阈值电压V_th分别为4.2、2.5和0V,均低于无激光时的4.3V,且器件的阈值电压随激光波长减小单调降低,此外,随着激光波长的下降,“明/暗”电流比K由0.54上升到8.06(在VGS=6V且VDS=5V条件下),光敏响应度R由0.33μA/mW上升到4.88μA/mW,可见激光波长越短,可获得更强的光电效应,光灵敏度也更高,该效应表明该器件在光电探测等领域具有广阔的应用前景。     

采用不同透明电极的非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管

采用透明材料ITO和AZO为源漏电极,在室温下利用射频磁控溅射方法制作了底栅结构的非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管。实验发现,制备的薄膜晶体管均表现出了良好的开关特性。其中采用AZO为电极的薄膜晶体管的场效应迁移率为1.95cm2/V.s,开关比为4.53×105,在正向偏压应力测试下,阈值电压的漂移量为4.49V。     

双层有源层非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管的仿真

采用SILVACO软件的ATLAS对双有源层非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管进行二维器件模拟,研究了在底栅顶接触的结构下,不同沟道厚度比的情况下的器件的电学特性。在IZO材料的厚度为5nm、IGZO材料的厚度为35nm时,器件的最佳开关电流比约为3.5×1013,亚阈值摆幅为0.36V/dec。并在此厚度比的基础上,模拟了两层材料的隙态密度,并通过改变态密度模型中的相关参数,观察两层材料对器件的电学特性的影响情况。     

有源层溅射温度对非晶铟镓锌氧薄膜晶体管电学特性的影响

The effect of active layer deposition temperature on the electrical performance of amorphous InGaZnO （a-IGZO） thin film transistors （TFTs） is investigated. With increasing annealing temperature, TFT performance is firstly improved and then degraded generally. Here TFTs with best performance defined as ＂optimized-annealed＂ are selected to study the effect of active layer deposition temperature. The field effect mobility reaches maximum at deposition temperature of 150℃ while the room-temperature fabricated device shows the best subthreshold swing and off-current. From Hall measurement results, the carrier concentration is much higher for intentional heated a-IGZO films, which may account for the high off-current in the corresponding TFT devices. XPS characterization results also reveal that deposition temperature affects the atomic ratio and Ols spectra apparently. Importantly, the variation of field effect mobility of a-IGZO TFTs with deposition temperature does not coincide with the tendencies in Hall mobility of a-IGZO thin films, Based on the further analysis of the experimental results on a-IGZO thin films and the corresponding TFT devices, the trap states at front channel interface rather than IGZO bulk layer properties may be mainly responsible for the variations of field effect mobility and subthreshold swing with IGZO deposition temperature.     

聚酰亚胺在非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管器件中的钝化应用

提出了采用聚酰亚胺(PI)作为非晶铟镓锌氧(a-IGZO)薄膜晶体管(Thin-film Tran-sistors,TFT)钝化层 的制备工艺.PI成膜采用旋涂工艺,可减少钝化层成膜工艺对TFT器件沟道层的破坏,降低对器件性能的影响.PI可作为有效的钝化层,从而避免因有源层a-IGZO沟道表面气体分子吸附效应造成的TF...     

基于铟镓锌氧化物的纸基柔性薄膜晶体管器件研究

目前大多数柔性薄膜晶体管(TFT)使用塑料基板替代玻璃基板会导致白色污染加重,本研究采用可降解的纳米纤维素纸作为柔性基板,其具有粗糙度仅为3.12 nm的优异平滑度,且整个器件沉积完后只增加至6.03 nm。更重要的是,该TFT器件通过磁控溅射制备IGZO/Al₂O₃作为有源层,使得器件在室温下无需热退火处理,避免了纳米纸不耐高温的问题。在有源层中,Al₂O₃充当电子桥连接了不连续的铟镓锌氧化物(IGZO),且IGZO有着微弱的结晶,大量的载流子得以沿沟道流通。该纸基器件展示出迁移率为22.5 cm²/(V·s)、开关比高达5.07×10⁶、阈值电压V_th仅为-0.036 V的优异性能,并且有着很好的正偏压和负偏压稳定性。这种纸基TFT在未来的绿色且柔性显示中具有巨大的应用潜力。     

等离子体处理对非晶IGZO柔性薄膜晶体管性能的影响

本文研究了柔性基板上的薄膜晶体管,使用IGZO作为有源层,栅极绝缘层采用NH3等离子体和N2O等离子体分别进行处理,研究器件性能变化。结果表明等离子体类型及处理时间对阈值电压、场效应迁移率、开关比、亚阈值摆幅（SS）和偏压稳定性都有影响。TFT器件用NH3等离子体处理10秒显示出最佳的器件性能,阈值电压达到0.34 V,场效应迁移率为15.97 cm2/Vs,开关比为6.33×107,亚阈值摆幅为0.36 V /dec。本文提出的柔性IGZO-TFT是下一代柔性显示驱动装置较好选择。     

非晶氧化物半导体薄膜晶体管沟道层的研究进展

薄膜晶体管(TFT)作为开关元件广泛应用于平板显示领域,沟道层材料的选择直接影响了TFT的性能.近年来,基于非晶氧化物半导体(AOS)沟道层材料的TFT已成为具有潜力替代传统硅材料(非晶硅或多晶硅)沟道层TFT的新一代技术,有望应用于超大屏显示、3D显示、柔性显示以及透明显示等新一代显示领域.综述了AOS TFT沟道层的研究进展,重点介绍了AOS TFT用AOS沟道层在材料体系、成膜技术、薄膜的后续处理工艺、材料体系中各元素含量以及掺杂等方面的研究成果,并分析了AOS沟道层对AOS TFT性能的影响以及存在的问题,对AOS TFT的未来发展趋势进行了预测和展望.     

金属氧化物IGZO薄膜晶体管的最新研究进展

最近几年,金属氧化物IGZO薄膜晶体管成为研究热点,具有高迁移率、稳定性好、制作工艺简单等优点,备受人们关注。文章综述了制作金属氧化物IGZO晶体管的结构及其优缺点,总结了影响金属氧化物IGZO薄膜晶体管性能的因素,并提出了制作高性能金属氧化物IGZO薄膜晶体管的方法。     

基于In-Zn-Ti-O氧化物半导体材料的薄膜晶体管

在室温下制备了基于In-Zn-Ti-O氧化物半导体的薄膜晶体管,氧化物沟道层中In、Zn、Ti的摩尔比为49∶49∶2。所制备的器件场致迁移率达到9.8cm2/V.s,开关比大于105,亚阈值摆幅0.61V/dec。和未掺Ti器件的比较表明,掺Ti能使器件阈值正向变化,对场致迁移率也有提高作用。     

衬底温度对射频磁控溅射制备氮化硅薄膜的影响

采用射频磁控反应溅射技术,以N2和Ar为反应气体在普通玻璃表面沉积了氮化硅(SiN)薄膜;利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能量耗散谱、台阶仪和紫外-可见光谱,研究了不同衬底温度对SiN薄膜的相结构、表面形貌和成分、薄膜厚度以及光性能的影响.结果表明;制备的SiN薄膜为富硅结构;提高衬底温度,可增加光学带隙;当衬底温度为450℃时,薄膜由尺寸约为40 nm的SiN晶粒组成,且在紫外-可见光区的透过率高达90%.     

Light Effects on the Bias Stability of Transparent ZnO Thin Film Transistors

We report on the bias stability characteristics of transparent ZnO thin film transistors (TFTs) under visible light illumination. The transfer curve shows virtually no change under positive gate bias stress with light illumination, while it shows dramatic negative shifts under negative gate bias stress. The major mechanism of the bias stability under visible illumination of our ZnO TFTs is thought to be the charge trapping of photo‐generated holes at the gate insulator and/or insulator/channel interface.     

Top Interface Engineering of Flexible Oxide Thin‐Film Transistors by Splitting Active Layer

The effect of active layer (amorphous indium–gallium–zinc oxide, a‐IGZO) splitting on the performances of back‐channel‐etched (BCE) and etch‐stopper (ES) thin‐film transistors (TFTs) on polyimide substrate is studied. While the performance of BCE TFT is independent of active layer splitting, the performance of ES TFT is improved significantly by splitting the active layer into 2–4 µm width along the channel. The saturation mobility is enhanced from 24.3 to 76.8 cm² V^?1 s^?1 and this improvement is confirmed by the operation of a ring oscillator made of the split TFTs also. X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis of the split a‐IGZO indicates the incorporation of F at the island interface and thus improves the top interface quality, leading to a significant improvement of the top channel TFT mobility from 0.25 to 24.22 cm² V^?1 s^?1. This improvement is correlated with bonding of In with F at the top interface according to XPS results. The bias stability, hysteresis, and mechanical stability of the ES a‐IGZO TFT are also remarkably improved by splitting a‐IGZO active layer.     

ZnO基薄膜晶体管的研究

ZnO是一种宽带隙的光电半导体材料,能应用于很多领域,如可用在压敏变阻器、声表面波器件、气敏元件、紫外光探测等。ZnO也可以作为有源层应用于薄膜晶体管(TFT)中。ZnO基薄膜晶体管具有以下突出优势:对于可见光部分平均具有80%以上的透射率,迁移率可以高达36cm2/V·s,开/关电流比大于106,可在较低温度(甚至室温)下制备。基于这些优点,ZnOTFT具有取代有源矩阵液晶显示器中常规a-SiTFT的趋势。同时对ZnOTFT的研究也推动了透明电子学的发展。本文阐述了ZnOTFT优越的电学性能,指出了其目前尚存在的不足,并对其发展前景进行了展望。     

ZnO薄膜的射频磁控溅射制备及性能研究

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出高质量的ZnO薄膜.对薄膜的结构和性能进行了研究.所制备的ZnO是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,最佳择优取向为(002)方向.ZnO薄膜的霍尔迁移率和载流子浓度分别为8×104m2/(V·s)和11.3×1020 cm-3.