论文部分内容阅读
采用两种磁控溅射技术制备了透明氧化物(ZnO、AZO以及IGZO)薄膜晶体管(TFT),系统研究了工艺参数对底栅堆叠型器件性能的影响,提出了改善ZnO基TFT特性的方法。主要内容如下: 第一、采用直流反应溅射(DC Reactive Sputtering)和射频溅射(RF Sputtering)制备了ZnO薄膜。对薄膜光学特性分析表明,所制备的ZnO薄膜对400nm以上波长的光具有很高的透光率。通过控制溅射条件,如溅射的Ar/O2、功率以及溅射时间等,获得了满足TFT沟道层要求的ZnO薄膜。 第二、采用反应溅射和shadow mask工艺技术制备了ZnO TFT。器件特性测试显示,当直流反应溅射Ar/O2=20/20 sccm时,ZnO TFT的转移特性最佳;此外,随着薄膜厚度的降低,ZnO薄膜晶粒尺寸下降,器件特性的均匀性提高。 第三、采用ZnO陶瓷靶和射频溅射方法,以及常规光刻工艺制备了非均匀沟道ZnO TFT。实验结果显示,ZnO薄膜在溅射生长过程中倾向于形成多晶态的薄膜,此特性会影响TFT器件的均匀性。试验中,采用非均匀沟道结构去抑制多晶的产生,具体方法为:先在低氧分压条件下溅射较薄的ZnO,然后再在高氧分压下连续溅射一层较厚的ZnO薄膜。 第四、研究了Al掺杂的ZnO TFT的器件特性。实验结果显示,AZO TFT具有优良的电学特性。同样,AZO也遇到ZnO倾向于形成多晶态薄膜的问题。此外,为了同ZnO TFT对比,我们采用相同的器件结构以及类似的工艺条件制备了IGZO TFT,并比较两者的电学特性。