氧化物IZO薄膜晶体管ppt课件.ppt
复旦大学硕士毕业论文答辩,非晶铟锌氧化物薄膜晶体管的研究,研究背景,1,1.研究背景,平板化、大型化、高清晰度,1.研究背景,a-Si TFT 场效应迁移率低(FE1 cm2V-1s-1)不透明，开口率100%光敏性强,1.研究背景,p-Si TFT大面积制备困难均匀性差制备温度较高,1.研究背景,几种氧化物TFT及其性能,1.研究背景,1.研究背景,1.较高的FE和Ion/Ioff较大的驱动电流、较快的器件响应速度2.溅射技术大面积制备均匀3.低温制备采用塑料基板，应用在柔性显示,氧化物TFT的特点,1.研究背景,铟锌氧化物(indium zinc oxide,IZO)宽禁带 n型2000年之前，主要工作为研究应用于太阳能电池，平板显示电极,研究内容：直流磁控溅射法(DCMS)制备IZO沟道层 相关报道多为射频磁控溅射；靶材设计(2)脉冲等离子体沉积法(PPD)制备SiO2绝缘层 类似于PLD，未见报道(3)初步尝试IZO-TFT的制备,研究目的：探讨DCMS法制备IZO沟道层的可行性，探索制备IZO-TFT的实验条件，研究影响TFT性能的因素,1.研究背景,研究背景和研究内容,1,直流磁控溅射法实验参数,2.IZO薄膜的制备和性能研究,2.IZO薄膜的制备和性能研究,靶材设计,(1)晶体结构,2.IZO薄膜的制备和性能研究,(2)表面形貌,No.30 target,No.40 target,No.50 target,2.IZO薄膜的制备和性能研究,2.IZO薄膜的制备和性能研究,(2)表面形貌,(3)电学性能,2.IZO薄膜的制备和性能研究,(4)光学性能,2.IZO薄膜的制备和性能研究,Eg：3.343.53 eV,(5)小结,i 室温制备的IZO薄膜均为非晶结构，表面平整ii 在较高氧分压下制备的非晶IZO薄膜都具有较好的透明性，Ta%80%iii No.30靶材制备的IZO薄膜更加平整，且在PO2=510-2 Pa时具有106 cm的电阻率，可应用于TFT沟道层,2.IZO薄膜的制备和性能研究,研究背景和研究内容,1,脉冲等离子沉积SiO2实验参数,3.SiO2薄膜的制备和性能研究,(1)表面形貌,Rms：35.7 nmRa：32.8 nmRp-v：58.2 nm,3.SiO2薄膜的制备和性能研究,(2)电学性能,3.SiO2薄膜的制备和性能研究,MIM结构,3.SiO2薄膜的制备和性能研究,(2)电学性能,C=0rS/d,3.SiO2薄膜的制备和性能研究,(3)光学性能,i 室温PPD制备的SiO2薄膜平整性与非晶IZO相比较差ii SiO2薄膜在一定氧压范围内具有介电性能，在PO2=2.810-2Pa时，r=3.92iii SiO2薄膜具有很好的透明性，Ta%80%,3.SiO2薄膜的制备和性能研究,(4)小结,研究背景和研究内容,1,顶栅结构TFT的制备流程,4.IZO-TFT的制备和性能研究,IZO,Al S/D,SiO2,Al Gate,top view,4.IZO-TFT的制备和性能研究,源漏电极Al2O3陶瓷掩模,4.IZO-TFT的制备和性能研究,实验参数：,4.IZO-TFT的制备和性能研究,(1)IZO沟道层对器件性能的影响,4.IZO-TFT的制备和性能研究,TFT-A,TFT-B,TFT-C,4.IZO-TFT的制备和性能研究,(1)IZO沟道层对器件性能的影响,4.IZO-TFT的制备和性能研究,(1)IZO沟道层对器件性能的影响,顶栅,底栅,W/L=400m/40m,4.IZO-TFT的制备和性能研究,(2)结构对器件性能的影响,输出特性,转移特性,4.IZO-TFT的制备和性能研究,(2)结构对器件性能的影响,输出特性,转移特性,4.IZO-TFT的制备和性能研究,(2)结构对器件性能的影响,4.IZO-TFT的制备和性能研究,(2)结构对器件性能的影响,顶栅,底栅,4.IZO-TFT的制备和性能研究,(2)结构对器件性能的影响,i IZO沟道层主要影响TFT饱和情况及饱和电流大小。在氧气压强为510-2 Pa下制备的沟道层，TFT具有最优的输出特性曲线ii 器件结构对性能影响明显，由于具有更加平整的 沟道层-绝缘层界面，顶栅结构TFT具有更大的场效应迁移率,4.IZO-TFT的制备和性能研究,(3)小结,研究背景和研究内容,1,结论：室温DCMS法制备的IZO薄膜为非晶结构，表面平整，透明性优良，具有氧压调控的电阻率，可应用于TFT沟道层；直流磁控溅射金属靶制备a-IZO国内外 都未见报道(2)室温PPD制备了SiO2薄膜，透明性良好，r=3.92；PPD法制备SiO2薄膜在国内外都未见报道(3)IZO沟道层主要影响TFT饱和情况及饱和电流大小；由于薄膜表面平整度的影响，顶栅TFT具有更高的场效应迁移率；提出了器件结构对性能影响的解释,5.结论与展望,(4)优化实验参数，制备出了性能优良的TFT:FE=4.08 cm2V-1s-1,Vth=0.5V。器件制备过程中使用到的掩模为自行设计展望：(1)尝试对器件进行退火处理，进一步改善器件性能和稳定性(2)采用ITO或者其他TCO薄膜作为电极，制备全透明TFT(3)在柔性衬底上制备IZO-TFT，探讨在e-paper和柔性显示中的应用前景,5.结论与展望,Thank You!,
