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《江南大学》 2018年
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溶液法制备铟镓锌氧化物薄膜的特性研究

殷波  
【摘要】:非晶透明氧化物半导体(A-TOS)的出现促进了显示技术的飞速发展。以非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)半导体为代表的TFT以其优良的电学性能和光学性能而越来越受到广泛的关注;如较高载流子场效应迁移率μ_(EE),开关电流比I_(on)/I_(off),优良的光学透过率,大面积制造仍能保持良好的均一性以及制备工艺简单,成本低等。基于以上各种优点,a-IGZO-TFT被广泛认为是a-Si的替代者以及新一代显示技术的重要技术节点。目前,国内外已有相关的初代产品问世。虽然a-IGZO-TFT具有众多的优良特性,但是由于在偏压和光照条件下的不稳定性和不可靠性缺点而未能广泛的投入市场。不论是在液晶显示还是有源矩阵发光二极管中,TFT均需要在光源照射和电压偏置的情况下工作,因此,a-IGZO-TFT的偏压稳定性和可靠性都需要得到改善。同时,a-IGZO属于非晶材料,高密度的界面陷阱态会严重影响器件的稳定性和可靠性;另外,如何从器件结构入手进一步改善TFT的性能也需要进一步研究。本文采用溶液法制备了实验样品,主要探究如何改善界面态稳定性以及如何从器件结构入手改善TFT的性能,通过测试和分析,主要的研究结果归纳如下。1.在退火温度为300℃工艺条件下,制备了单层a-IGZO,a-IZO和双层a-IGZO/IZO薄膜样品,结合安捷伦半导体参数分析仪,测量其电流随偏压时间的变化特征。发现在相同工艺条件和同一测试环境下,双层a-IGZO/IZO薄膜样品的电流变化量ΔI大于单层a-IGZO,a-IZO薄膜样品。结果进一步揭示,由于双层结构中存在界面载流子陷阱,载流子运输时可以被界面载流子陷阱态俘获。2.探讨了退火温度对双层薄膜样品稳定性的影响。退火温度从220℃升高至300℃时,双层薄膜样品的稳定性提高,电流随偏压时间的变化量ΔI减小,这表明随着温度的升高界面陷阱态密度降低,故对载流子俘获率降低即界面处载流子累积减小,形成的电场也减小,在一定程度上可以降低对载流子输运的阻碍,对双层薄膜器件的研究具有一定的参考价值。3.利用喷墨打印技术和溶液旋涂法制备了单有源层和双有源层薄膜场效应晶体管,探讨了器件结构对器件性能的影响。通过安捷伦半导体参数分析仪对a-IGZO/IZO-TFT,a-IGZO-TFT,a-IZO-TFT器件的开关电流比,阈值电压,迁移率进行了对比研究分析;同时测试了其输出特性,发现双有源层器件性能参数优于单有源层器件,对改善TFT器件性能具有一定指导意义。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN321.5;TB383.2

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