氧化锌基薄膜晶体管的制备与性能研究

摘要

目前显示器件的主要发展方向是智能化、平板化、节能化。以薄膜晶体管(TFT)为开关元件的有源阵列驱动显示器是众多平板显示器的佼佼者。相对于非晶硅、多晶硅和有机薄膜晶体管，氧化物半导体晶体管以其低制备温度、高迁移率、对可见光透明和环境友好等特点，愈来愈受到研究人员的关注，被认为是下一代主流显示器的主要候选之一。本论文就氧化锌基薄膜晶体管进行了研究，具体研究内容和研究结果如下：
　　1、充分调研了课题氧化锌基薄膜晶体管，通过大量的阅读相关文献，了解国内外相关机构对该课题研究的现状，并总结了该课题中目前存在的部分问题，掌握相应的解决方案。
　　2、采用溶胶凝胶法(Sol-Gel)在N型重掺杂硅基底制备了锂掺杂氧化锌薄膜。以锂掺杂氧化锌薄膜为沟道层，制备了底栅结构的薄膜晶体管。XRD实验结果表明，500℃退火得到的锂掺杂氧化锌薄膜为纤锌矿结构，具有c轴择优取向。SEM实验结果说明，薄膜晶粒大小约为25nm，尺度分布均匀。电学测试结果显示器件是N沟道增强型。晶体管具有较好的饱和性，=12时，源漏饱和电流约为4μA。
　　3、采用溶胶凝胶法(Sol-Gel)在N型重掺杂硅基底制备了氧化锌锡薄膜。以氧化锌锡薄膜为沟道层，制备了底栅结构的薄膜晶体管。XRD和SEM实验结果表明，氧化锌锡薄膜为非晶态结构。
　　4、采用脉冲激光沉积法(PLD)在N型重掺杂硅基底和Pt基底依次制备BNT或 HfO2、ZAO薄膜。以ZAO薄膜为沟道层，以BNT或HfO2与SiO2为组合栅介质制备了底栅结构的薄膜晶体管。XRD和SEM实验结果表明，ZAO为晶态，其表面平整，没有裂纹、孔洞等缺陷。电学性能表明，以HfO2/SiO2为组合栅介质的ZAO-TFT的源漏饱和电流约为SiO2为栅介质的ZAO-TFT的30倍。

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第1章 引 言

1.1 薄膜晶体管(TFT)的基本原理

1.2 TFT的应用、发展与研究现状

1.3 研究内容

第2章 氧化锌基薄膜的制备与表征

2.1溶胶凝胶

2.2 脉冲激光沉积

2.3表征方法

第3章 ZLO-TFT的制备与研究

3.1制备ZLO薄膜的设备与原料

3.2 ZLO制备流程

3.3电极制备流程

3.4 性能表征与分析

3.5 小结

第4章 ZTO-TFT的制备与研究

4.1制备ZTO薄膜的设备与原料

4.2 ZTO制备流程

4.3 电极制备流程

4.4性能表征与分析

4.5 小结

第5章 高K栅ZAO-TFT的制备与研究

5.1 器件制备流程

5.2性能表征与分析

5.3小结

第6章 工作总结与展望

6.1工作总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的论文发表情况