氧化鋅基薄膜晶體管的磁控濺射法制備及其性能研究
發(fā)布時間:2018-06-18 07:29
本文選題:ZnO薄膜 + 磁控濺射 ; 參考:《青島大學》2011年碩士論文
【摘要】:ZnO是一種新型的直接帶隙寬禁帶Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體材料,室溫下的禁帶寬度為3.37 eV,其激子結合能高達60 meV,可以實現(xiàn)室溫下的高效激子復合發(fā)光,是一種理想的短波長發(fā)光器件材料。目前,以ZnO基薄膜為有源溝道層的薄膜晶體管,其遷移率比最常用的硅薄膜晶體管高一個數(shù)量級以上,而且對可見光的透明度大于80%,是最有希望的下一代薄膜晶體管。 本實驗采用射頻磁控濺射法系統(tǒng)研究了不同制備參數(shù)對ZnO薄膜的影響,襯底溫度對鎵摻雜氧化鋅薄膜(GZO)的光電性能的影響,以及GZO薄膜作為有源層的ZnO基薄膜晶體管特性等方面進行了研究,研究的主要內容包括以下三個方面: (1)采用超高真空磁控濺射設備首先在不同襯底溫度、濺射功率、氧氬比、濺射氣壓條件下在玻璃襯底上沉積了ZnO薄膜,并利用X射線衍射儀,掃描電鏡,原子力顯微鏡,紫外-可見分光光度計,熒光分光光度儀對樣品進行了測量。找出制備結構缺陷密度小,晶粒趨向性好的最佳生長工藝條件:襯底溫度650℃,濺射功率為120 W,氧氬比為40:20,濺射氣壓為2.5 Pa,在此條件下生長的ZnO薄膜結晶質量高,c軸取向好,并且在可見光區(qū)具有較高透過率,可以制備薄膜晶體管。 (2)采用超高真空磁控濺射設備在不同襯底溫度的玻璃襯底上沉積了摻鎵3%的ZnO薄膜,研究了襯底溫度對該薄膜的透過率和電學特性的影響。制備薄膜在可見光的透過率達到了80%以上,其中高于650℃制備的摻鎵3%的ZnO薄膜透過率低于80%是由于襯底玻璃開始融化導致的,薄膜的導電性能隨著襯底溫度的升高而增強,主要是因為薄膜的結晶質量提高引起的。 (3)我們用Si襯底作為底電極,二氧化鈦和氧化鎵的交替多層膜作為絕緣層,摻鎵3%的ZnO薄膜作為有源層,制備了ZnO薄膜晶體管,探索器件的性能。
[Abstract]:ZnO is a new type of direct band gap wide band gap 鈪,
本文編號:2034688
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