ITO薄膜晶體管的制備及其性能研究.pdf

1、薄膜晶體管(TFTs Thin Film Transistors)作為一種固態(tài)電子開(kāi)關(guān)器件,在傳感器、平板顯示、集成電路等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。近些年來(lái),隨著透明電子學(xué)的發(fā)展,透明氧化物TFT由于透明性、與柔性襯底兼容、良好的電學(xué)性能廣受研究者的青睞,被認(rèn)為將取代傳統(tǒng)非晶硅(a-Si:H)TFT而成為主流。
　　 本課題研究為ITO薄膜晶體管。ITO(氧化銦摻錫)薄膜具有良好的透光性、高載流子濃度(1020～1021 cm-3)

2、及遷移率(10～30cm2/Vs)、良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性,并且制備方法很多,非常適合作為T(mén)FT的溝道層。傳統(tǒng)的氧化物TFT存在工作電壓大的缺點(diǎn),我們這里制備的ITO TFT工作電壓降到了0.8V以下,并且在可見(jiàn)光范圍內(nèi)透明。
　　 本論文分為了四個(gè)部分;第一部分綜述了薄膜晶體管的基本理論知識(shí),包括TFT的工作原理、電學(xué)理論基礎(chǔ)、發(fā)展歷程等,另外介紹了ITO薄膜的基本性質(zhì)。第二部分分析了TFT制備材料的選擇,以及聯(lián)系實(shí)驗(yàn)室設(shè)備講述

3、了TFT的制備工藝、電學(xué)性能檢測(cè)方法。第三部分和第四部分為實(shí)驗(yàn)部分。
　　 第三部分;我們實(shí)驗(yàn)制備了底柵頂接觸的ITO薄膜晶體管。ITO TFT工作在1.5V的工作電壓下,閾值電壓為0.32V、飽和場(chǎng)效應(yīng)遷移率13.Scm2/Vs、電流開(kāi)關(guān)比為1.2×106、亞閾值斜率為130mV/decade。
　　 第四部分;我們將溝道層和電極層采用一步掩膜工藝制備完成,制各了0.8V工作電壓的ITO薄膜晶體管。為了實(shí)現(xiàn)0.8V的超

4、低工作電壓,我們通過(guò)將二氧化硅在濃度為43.5％氯化鋰溶液中浸泡處理,二氧化硅薄膜中進(jìn)入大量的離子以形成固態(tài)電解質(zhì),以這種電解質(zhì)作為柵介質(zhì),在器件中能形成超強(qiáng)的雙電荷層效應(yīng),具有高達(dá)9.2μF/cm2的單位電容。ITO TFTs的電學(xué)性能為;遷移率為28.4 cm2/Vs,閾值電壓為-0.16 V,電流開(kāi)關(guān)比為1×107,亞閾值斜率為98 mV/decade。
　　 良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了;我們所制備的ITO薄膜晶體管非常適合發(fā)展