氧化物柵介質(zhì)薄膜晶體管的制備及性能研究

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1、護(hù)為游？．ｉｉｉ＾Ｂ＾＾ＷｉＫＡ去種成＊著ＦＣＨＩＮＡＩＣＳＩＥＭＣＥＡＮＤＴＥＣＨＭＯＬＯＧＹＯＵＮＩＴＶＯＰＬ巨ＴＲＯＮＣＩＶ巨ＲＳＥＣ碩±學(xué)位論文纖！ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ哲禱?。崳姡颍墸?，鳳、１：．．＇韻Ｉｆ－ｉ＾論文題目氧化物柵介質(zhì)薄膜晶體管的制備及性能妍究學(xué)科專業(yè)光學(xué)工程學(xué)號(hào)２０１３２１０５０５０９化者姓名葉旭指導(dǎo)教師蔣泉副教授Ｋ分類號(hào)密級(jí)注ＵＤＧ＾學(xué)位論文氧化物柵介質(zhì)薄膜晶體管的制備及性能妍究（題名和副題名）

2、葉旭（作者姓名）指導(dǎo)教師蔣泉副搬電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請學(xué)位級(jí)別碩±學(xué)科專業(yè)光學(xué)工程提交論文日期２０１６．０４論文答辯日ｍ２０１６．０５學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)２０１６年０６月答辯委員會(huì)主席￣？評閱人＾讀Ａｉ於＿氣１Ｃ注：注明《國際十進(jìn)分類法ＵＤ》的類號(hào)。THESTUDYOFTHEPREPARATIONANDPROPERTYOFOXIDEGATEDIELECTRICTHINFILMTRANSISTORAMasterThesisSubmittedtoUniversityofEl

3、ectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:OpticalEngineeringAuthor:XuYeAdvisor:QuanJangSchool:SchoolofOptoelectronicInformation獨(dú)劍牲聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含．為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同王作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明

4、確的說明并表示謝意。作者簽名：叫曰船年ｔ月＾曰論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可ｙＡ將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）作者簽名：導(dǎo)師嫁名：再表．－曰期：＞＾年／＾月主曰摘要摘要溶液法制備薄膜晶體管（ThinFilmTransistors，TFTs）相比于傳統(tǒng)制備方式的最大優(yōu)勢在于技術(shù)簡單

5、，具有低成本、簡單設(shè)備和工藝、成膜均勻和大面積制備等優(yōu)點(diǎn)而受到了越來越多的關(guān)注。本文以基于溶液法制備氧化鋁(Al2O3)的薄膜晶體管為研究課題，以獲得低電壓驅(qū)動(dòng)的高性能器件為目標(biāo)，重點(diǎn)研究Al2O3絕緣層退火溫度對TFT性能的影響，聚合物修飾絕緣層對器件性能的改善以及基于燃燒法低溫制備Al2O3薄膜的器件的性能研究。研究內(nèi)容主要分三部分：1.基于Al2O3絕緣層的TFT器件性能研究。采用高介電常數(shù)Al2O3作為絕緣層，研究不同退火溫度下的絕緣層對并五苯TFT性能的影響。隨著退火溫度從150℃增加到350℃，器件性能發(fā)生明顯變化。絕緣層退火溫度為350℃時(shí)，器件具有最優(yōu)性能遷

6、移率高達(dá)0.375cm2/(V·s)，開關(guān)電流比為5.17×103。器件性能的提升主要?dú)w因于高溫退火下的絕緣層表面粗糙度低，在其上生長的并五苯結(jié)晶度提高和絕緣層/半導(dǎo)體層界面陷阱密度少。2.聚合物修飾絕緣層對器件性能的影響研究。在制備了低電壓高性能的器件基礎(chǔ)上，利用聚合物低界面極性的特性，研究了聚合物修飾絕緣層對器件的影響。與單Al2O3作為絕緣層的器件相比，結(jié)果表明使用PMMA修飾絕緣層后，器件性能得到提升，器件遷移率增加到0.496cm2/(V·s)，電流開關(guān)比提高到5.43×104。器件性能提高歸因于低介電常數(shù)聚合物修飾絕緣層可以優(yōu)化表面粗糙度和降低界面極性，減少對載

7、流子在傳輸過程中的束縛，同時(shí)降低界面陷阱密度。3.基于燃燒法制備絕緣層的TFT性能研究。通過在溶液中添加燃料，利用燃料在加熱過程中放熱反應(yīng)，從而達(dá)到降低絕緣層退火溫度的目的。在溶液中添加乙酰丙酮和氨水后，絕緣層退火溫度降低到180℃。對薄膜進(jìn)行I-V、C-V和AFM測試，證明燃燒法可以制備出性能良好的薄膜。在此基礎(chǔ)上制備的TFT器件遷移率為0.291cm2/(V·s)，電流開關(guān)比為8.69×102?；诰酆衔镄揎椏商岣咂骷阅?，使用PMMA對絕緣層進(jìn)行修飾，器件遷移率提高到0.385cm2/(V·s)，電流開關(guān)比為