【摘 要】
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本文研究了磁控溅射制备的IGZO-TFT薄膜的特性和影响因素,优化了IGZO沉积条件；通过栅极绝缘层的等离子体修饰提高IGZO-TFT的器件性能；最后研究了退火工艺条件对IGZO-TFT器件性
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本文研究了磁控溅射制备的IGZO-TFT薄膜的特性和影响因素,优化了IGZO沉积条件；通过栅极绝缘层的等离子体修饰提高IGZO-TFT的器件性能；最后研究了退火工艺条件对IGZO-TFT器件性能的影响,取得以下成果：(1)本文制备了基于SiO2绝缘层的IGZO-TFT。针对IGZO薄膜的特性,我们对溅射过程中的氧含量、薄膜厚度及溅射功率等方面进行了研究。实验发现溅射氧含量从10%开始增加时IGZO-TFT的开关电流比、开态电流逐渐减少,与此同时其阈值电压发生正向移动；IGZO-TFT的开关态电流随有源层厚度的增加均表现增加趋势,最优化区间位于20nnm附近；另外IGZO成膜组分中In的原子量百分比随功率增加而降低,推断因In的原子质量最大导致其易受到溅射条件的影响。(2)本文进行了在SiO2表面制备plasma修饰层的研究,以提高IGZO-TFT的器件性能。器件性能的测试结果表明：SiO2表面plasma修饰对IGZO-TFT的阈值电压具有调制效应,同时一定程度降低了关态电流,并对曲线的阈值电压漂移有良好的修饰作用。(3)本文依照TFT array的标准工序制作了完整的IGZO-TFT基板,研究了栅极绝缘层(GI)和刻蚀阻挡层(ESL)的热退火工艺对IGZO-TFT的性能影响。实验结果表明：GI退火和ESL退火对提高器件的开态电流、修饰曲线漂移、降低亚阈值摆幅和调节器件的阈值电压均有帮助,并且合并使用具有累加效果。ESL退火的阈值电压调制作用表现比GI退火效果更好,更有必要性,工艺窗口出现在250℃附近。
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