非晶銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管（Amorphous Indium Gallium Zinc Oxide Thin Film Transistor,a-IGZO TFT）憑著遷移率高、均一性好、可透明化和可柔性化等優(yōu)點(diǎn),常用于大面積制備和柔性顯示,在顯示區(qū)域有著巨大的發(fā)展?jié)摿�。本論文根�?jù)氧化鋁絕緣層可在金屬鋁上陽極氧化生長的特點(diǎn)和無機(jī)絕緣層耐壓性高的特點(diǎn),研究陽極氧化法對(duì)于器件漏電流的減小及主要性能的優(yōu)化。在器件的各層薄膜中,主要研究絕緣層和有源層的特性。實(shí)驗(yàn)中首先對(duì)TFT器件的絕緣層單層薄膜進(jìn)行研究。論文中采用4種不同的陽極氧化電解溶液和5種不同陽極氧化工藝制備氧化鋁薄膜,采用不同氧分壓和濺射功率來制備a-IGZO薄膜。為了研究陽極氧化相比其它工藝對(duì)漏電流的優(yōu)化,制備了基于不同工藝下絕緣層為聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate,PMMA）的TFT器件,用于對(duì)比實(shí)驗(yàn)。由于器件性能不只有絕緣層決定,在不同陽極氧化工藝下制備器件,完成對(duì)TFT器件的優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)由于電解質(zhì)溶液決定了陽極氧化薄膜的類型,酸性溶液生成多孔型,中性和堿性溶液生成壁壘型,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中性溶液下器件... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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平板顯示器主要類型隨著生活質(zhì)量的提高，對(duì)于設(shè)備顯示性能要求的增加，平板顯示的器件主要

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文18驗(yàn)中，我們往往對(duì)器件的要求是更高的電流開關(guān)比，可以使得器件的開態(tài)和關(guān)態(tài)的切換速度更快，也就直接反應(yīng)了器件的更高靈敏度。通過長期的研究與實(shí)際使用情況表明，對(duì)于平板顯示這一器件來說，正常的電流開關(guān)比要在104以上，如果要選作優(yōu)秀的器件，電流開關(guān)比則應(yīng)該超過106才行。通過公式得知，提高電流開關(guān)比的一個(gè)重要辦法就是降低器件在關(guān)態(tài)時(shí)的漏電流，通過器件結(jié)構(gòu)可知，絕緣層在降低關(guān)態(tài)電流上發(fā)揮重要作用，接下來的章節(jié)會(huì)在此觀點(diǎn)作進(jìn)一步說明。2.3.3閾值電壓圖2-2TFT轉(zhuǎn)移特性曲線IDS-VGS閾值電壓（VTH），具體可以解釋為能夠使TFT器件溝道產(chǎn)生導(dǎo)通電流的最小柵壓，對(duì)于n溝道增強(qiáng)型TFT，未加?xùn)艍浩脮r(shí)TFT內(nèi)沒有導(dǎo)電溝道形成，處于截止?fàn)顟B(tài)，故其VTH>0，而對(duì)于n溝道耗盡型TFT，未加?xùn)艍浩脮r(shí)TFT內(nèi)部已經(jīng)有導(dǎo)通電流產(chǎn)生，處于導(dǎo)通狀態(tài)，故其閾值電壓小于0。當(dāng)閾值電壓更小，可以得到更好的器件性能，因?yàn)轵?qū)動(dòng)?xùn)艍盒枰酶?.3.4亞閾值擺幅亞閾值擺幅（Sub-thresholdSwing，SS）受到TFT器件的介電層和有源層多方面因素影響，主要是器件制備溫度，器件柵極施壓小等。當(dāng)器件處于亞閾值區(qū)域（柵極電壓大于閾值電壓）時(shí)，在一個(gè)特定的源漏電極電壓下，器件源漏電流增加一個(gè)數(shù)量級(jí)（10倍）所需要的器件柵壓增加量。公式為2-4所示：10=logGSDSVSSI(2-4)實(shí)驗(yàn)中通常取SS的最小值，它和VGS有關(guān)。SS不僅確定了使TFT從關(guān)閉到開啟所需的最小的VGS，還提供了有關(guān)TFT器件質(zhì)量的重要信息。其中SS與費(fèi)米能級(jí)（Dsg）處帶隙（子隙陷阱）中的陷阱密度的關(guān)系為式2-5：

第二章a-IGZOTFT的相關(guān)理論及表征手段19ln10159.510sgsgBGGkTeDeDSSeCC[meV×10-1at300K](2-5)對(duì)于TFT器件，SS與器件從關(guān)態(tài)切換到開態(tài)的響應(yīng)速度成反比，與柵壓的調(diào)控能力成正比。2.4a-IGZOTFT的表征手段2.4.1Keithley4200參數(shù)分析儀Keithley4200參數(shù)分析儀，是一個(gè)測(cè)試TFT、有機(jī)太陽能電池（OrganicPhotovoltaics，OPV）等半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能的集成參數(shù)分析儀器�？梢杂盟鼇砭_測(cè)量TFT器件的轉(zhuǎn)移特性曲線以及輸出特性曲線，理論上測(cè)量TFT器件的柵壓為零的關(guān)態(tài)電流時(shí)，電流精確量級(jí)可以達(dá)到10-12A。(a)(b)(c)圖2-3Keithley4200儀器以及模具圖。(a)Keithley4200儀；(b)3M模具；(c)操作界面根據(jù)儀器測(cè)試結(jié)果繪制曲線，儀器圖如圖2-3（a）所示，本論文的轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線通過該儀器測(cè)試。其中TFT器件夾具如圖2-3（b）所示，4200儀器軟件操作界面如圖2-3（c）所示。2.4.2金相顯微鏡金相顯微鏡組合了光學(xué)顯微鏡技術(shù)、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，可以在計(jì)算機(jī)上便捷地觀察圖像。該儀器可以對(duì)材料顯微組織、低倍組織和斷口組織等進(jìn)行分析研究，可以表征非金屬夾雜物乃至某些晶體缺陷（例如位錯(cuò)）的數(shù)量、形貌、大孝分布、取向、空間排布狀態(tài)等。本論文中使用該儀器觀察有機(jī)薄膜絕緣層形貌、電極磁控濺射效果和陽極氧化絕緣層效果，主要能在試驗(yàn)結(jié)束的短時(shí)間內(nèi)直觀了解到實(shí)驗(yàn)效果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3290416