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与硅基的薄膜晶体管相比,透明氧化物薄膜晶体管具备更好地电学一致性和更高的载流子迁移率,并且绝大多数透明氧化物薄膜晶体管在可见光范围内是透明的。氧化锌作为众多透明氧化物中的一种,禁带宽度可以达到3.3eV,激子束缚能更是高达60meV,这样就会允许可见光范围内所有波长的光子通过。使用氧化锌制备的薄膜晶体管具备很好的光透过率,基于氧化锌如上十分突出的优点,对氧化锌薄膜晶体管进行深入的研究是有必要的。 本论文采用反应溅射法制备氧化锌薄膜,此方法法制备工艺比较简单,温度较低,基本都保持在300℃以下。实验中涉及到不同的退火温度和时间,这些因素都会对氧化锌薄膜的成膜情况产生影响。然后选择溶胶凝胶法和水热法作为比较,制备完成后,对三种方法制备的薄膜进行了物性和电学特性的分析,涉及到光透过率,XRD,SEM和AFM的研究。随后,对氧化锌薄膜进行氮气退火处理,结果显示,退火可以改善薄膜的特性,提高结晶程度、改善薄膜表面特性。 本文采用底栅结构制备晶体管,硅作为栅电极,刻蚀后的二氧化硅充当栅绝缘层,采用真空蒸镀金属铝的方法制备源漏电极。当然,沟道层材料选择性能突出的氧化锌薄膜。最初制备的器件性能较差,经过氮气退火之后,薄膜晶体管呈现出优良的器件特性,开关比得到提高,开态电流也有很大的改善,并且表现出更加优异的驱动特性。实验表明,氮气退火优化了器件性能。然后,对氮气退火能够改善器件性能的原因进行深入的研究,氮气退火可以提高氧化锌薄膜内部氧缺陷态(氧空位)的浓度,氧空位浓度的增加带来迁移率的提高,迁移率的提高就使得器件性能得到优化,这些理论XPS和SAM结果分析中会有详尽的说明。 最后,对薄膜晶体管前景做一个简单的展望,把有机薄膜晶体管方面的工作给大家做一个详细的介绍。选择并五苯作为沟道层材料,使用旋涂法和真空蒸镀法制备并五苯薄膜。对薄膜特性和晶体管特性都做一个比较细致的研究,发现并五苯薄膜晶体管呈现出良好的电学特性,转移特性和输出特性均达到了预期的效果。