低温溶液加工法制备氧化锌薄膜晶体管

为适应柔性有源有矩阵有机发光二极管(AMOLED)等新型显示技术发展的需要,将低温溶液处理的氧化锌作为半导体层、电化学氧化的氧化铝钕作为栅绝缘层,制备了氧化锌薄膜晶体管(TFT)． 制备氧化锌半导体层所用的前驱体溶液为无碳的 Zn(OH)_x -(NH₃)_y^(2-x)+水溶液,这种氨络合物溶液制备简单、成本低,并且由于容易形成高活性的氢氧自由基,使得氨 － 金属之间的分解所需要的活化能较低,生成氧化锌所需的能量较小,可以在 180 ℃的较低温度下获得氧化锌多晶薄膜． 所制备的 TFT 器件的最高迁移率可达 0． 9cm² /(V·s)． 这种低温氧化锌薄膜工艺与室温电化学氧化的栅绝缘层工艺相结合,具有温度低和迁移率高的特点,完全能与柔性衬底兼容,在柔性显示中具有很大的应用前景．     

退火温度对ZnO 薄膜晶体管电特性的影响

针对非晶硅和有机薄膜晶体管的低迁移率问题,以高纯Zn 为靶材,反应磁控溅射沉积、且在不同温度下退火的ZnO 薄膜作为半导体活性层,成功地制备出基于ZnO 材料的薄膜晶体管( ZnO-TFT) ,研究了退火温度对ZnO-TFT 电特性的影响．结果表明: ZnOTFT的载流子迁移率随退火温度的升高而明显增大,700℃ 退火的样品迁移率为8. 00cm² /( V·s) ,阈值电压随退火温度的升高而明显减小,在较高温度下退火处理制备的ZnO-TFT 呈现出较低的关态电流． 结合X 射线衍射谱、原子力显微镜和X 射线光电子能谱对ZnO 薄膜的微结构及组分的分析,发现ZnO-TFT 性能随退火温度升高的改善来源于退火温度的升高使ZnO 薄膜的晶粒尺寸增大且更均匀、外形更规整、表面更光滑,氧含量更少．     

有源层厚度对ZnO 薄膜晶体管电学性能的影响

为优化氧化锌薄膜晶体管( ZnO- TFT) 的工艺参数,采用射频磁控溅射法沉积ZnO 薄膜制备出不同有源层厚度的 ZnO- TFT 器件,探讨了有源层厚度对 ZnO- TFT 电学性能的影响．实验结果表明: 有源层厚度在 65nm 附近时,ZnO- TFT 器件的性能最好; 有源层太薄时,ZnO 薄膜的结晶性差,薄膜内部存在大量孔洞和缺陷,从而导致 ZnO- TFT 器件的载流子迁移率较低,开关电流比较小; 有源层太厚( 大于 65 nm) 时,ZnO- TFT 的载流子迁移率和开关电流比随有源层厚度的增加而减小,这是因为随着有源层厚度的增加,载流子在源、漏电极附近高电阻区的导电路径增加．     

非晶氧化锡铋薄膜晶体管偏压稳定性的研究

本文通过射频磁控溅射方法,在Si-SiO2衬底上制备了底栅层错型的非晶氧化锡铋(a-SnBiO)薄膜晶体管(TFTs),并表现出优良的开关特性.所制备的a-SnBiO TFTs阈值电压为0.7V,开关比为2.0×107.并且,通过在环境真空中的测试研究了a-SnBiO TFTs的偏压稳定性.研究发现,无论在正偏压下还是负偏压下,a-SnBiO TFTs均展现出了负向阈值电压漂移现象.这是由于沟道层内部缺陷态过多造成,偏压下氧空位相关缺陷电离产生自由载流子,使得沟道层中载流子浓度增加,造成阈值电压向负方向漂移.     

聚3-己基噻吩聚合物薄膜晶体管的稳定性

为提高聚合物薄膜晶体管的稳定性,以单晶硅为衬底,二氧化硅为栅介质层,聚3-己基噻吩（P3HT）薄膜为半导体活性层,金属Au为源、漏电极,制备出聚合物薄膜晶体管（PTFT）,对该器件的电特性进行了表征,研究了该器件在空气环境下的稳定性,并对该器件在空气中的不稳定性机理进行了讨论.结果表明：当器件暴露在空气中时,随着暴露时间的增加,器件的饱和漏电流明显增大,阈值电压逐渐增加;空气中的水是影响器件特性的主要因素;通过采用光刻胶钝化处理可以有效地改善P3HT-PTFT器件在空气中的稳定性,并使器件的载流子迁移率提高3倍.     

多晶硅薄膜晶体管特性的研究

利用高级二维器件模拟程序MEDICI分析了多晶硅薄膜晶体管有源区的长度、体内陷阱、界面陷阱、栅氧化层厚度等几何参数及物理参数,并研究了这些参数对薄膜晶体管特性的影响     

氩对四针状氧化锌场发射性能的影响

氧化锌是一种宽带半导体材料,由于其具有负电子亲和势,高的机械强度和良好的化学稳定性等特性,也被认为是一种很有发展潜力的场发射阴极材料。但是由于阴极材料在纳米量级,纳米材料的一些效应使其对工作的环境气体非常敏感。氩是采用薄膜型吸气剂的电真空器件中常见的残余气体成份。采用充气实验法研究了氩对氧化锌场发射的影响,得出其对氧化锌的场发射电流具有增强作用。由于氩的引入在一定程度上对系统起到了清洗的作用,系统内对氧化锌具有衰减作用的气体减少从而使得氧化锌发射电流在相同外加电压下增加。     

聚3-己基噻吩聚合物薄膜晶体管稳定性

以单晶硅为衬底, 二氧化硅为栅介质层, 聚3-己基噻吩（P3HT）薄膜为半导体活性层, 金属Au为源、漏电极, 制备出聚合薄膜晶体管（PTFT）, 并对该器件特性进行了表征．研究了该器件在空气环境下的稳定性, 并对该器件在空气中的不稳定性机理进行了讨论．结果表明, 当器件曝露在空气中时, 随着曝露时间的增加, 器件的饱和漏电流明显增大, 阈值电压逐渐增加．空气中的水是影响器件特性变化的主要因素．通过采用光刻胶钝化处理可以有效地改善P3HT-PTFT器件空气中的稳定性, 并使器件的载流子迁移率提高3倍．     

影响氧化锌纳米材料场发射性能的因素

采用物理气相沉积的方法通过控制生长参数,在硅衬底上获得不同形貌的氧化锌纳米阵列.在金属场发射系统中测量了它们的场致电子发射性能,发现阴极发射电流不稳定主要是由于氧化锌纳米阵列的不均匀性造成的.采用高压励炼技术可以增强氧化锌场发射的稳定性,使电流波动明显降低.此外,形貌对氧化锌纳米阵列的场发射电流密度和阈值电压有明显影响,而且不同形貌的氧化锌纳米阵列的抗溅射能力也不相同.     

溶胶-凝胶法ZnO薄膜的制备及性能表征

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备ZnO薄膜, X射线衍射(XRD)结果表明: 晶粒尺寸随退火温度的升高而增大, 与原子力显微镜(AFM)分析薄膜表面形貌的结果相符; UV|Vis吸收谱线表明, 在ZnO带边吸收的位置出现较强的吸收, 并得到600 ℃退火处理的薄膜禁带宽度为3.23 eV; 室温光致发光谱表明, 所有薄膜均在386.5 nm处出现一个紫外发射峰, 当退火温度升高时, 深能级发射受到抑制.     

镓镁锌氧化物透明导电薄膜的制备及其表征

采用磁控溅射方法制备了镓镁锌氧化物(GaMgZnO) 透明导电薄膜,通过 X 射线衍射仪、四探针仪和分光光度计的测试分析,研究了沉积温度对 GaMgZnO 薄膜微观结构和电光性能的影响．结果显示: 所制备的样品均为六角纤锌矿结构的多晶薄膜并具有c轴择优取向生长特点,其结晶质量和电光性能与沉积温度密切相关．当沉积温度为 550 K 时,GaMgZnO 薄膜的晶粒尺寸最大(51.72 nm) 、晶格应变最小(1.11×10^-3)、位错密度(3.73×10^-3line·m^-2) 、电阻率最低(1.63×10^-3 Ω·cm) 、可见光区平均透过率(82．41%) 、品质因数最大(5.06×10² Ω^-1·cm^－1) ,具有最好的结晶质量和光电综合性能．另外采用光学表征方法获得了薄膜样品的光学能隙, 结果表明由于受 Burstein-Moss 效应的影响,GaMgZnO薄膜的光学能隙均大于未掺杂ZnO的数值．     

a-St:H FET特性的研究

本文从理论和实验两方面对a-Si:H FET的特性进行分析研究。给出了一种关于a-Si:H FET新的理论分析方法,假设a-Si:H能隙中深局域态密度和带尾局域态密度均为指数分布,并且考虑到漏源电压对沟道表面势的影响,采用简便的方法和合理的近似推导出了较全面反映a-Si:H FET特性的解析表达式。同时在实验中,研制了用SiO_2或Si_3N_4作为栅绝缘层的a-Si:H FET,测量得到了不同绝缘层和不同沟道长度的各a-Si:H FET的直流特性。当栅压变化20V时,漏源电流可以变化10~4。最后,对理论计算及实验结果进行了分析和比较。     

两步激光晶化法制备多晶硅薄膜晶体管

采用两步激光晶化方法制备了多晶硅薄膜 ,其晶粒尺寸达到 1 .1 μm.分析了在不同激光功率密度下 ,由两步激光晶化方法所制备的多晶硅薄膜的拉曼光谱 .测量了相应薄膜晶体管的转移特性和输入输出特性 ,由此得出薄膜晶体管的迁移率为 1 0 3 cm2 /( V·s) ,ION/IOF F为 1 0 6 ,分别是传统单步晶化制备的薄膜晶体管的2 .5倍和 1 1倍 .分析了两步晶化方法扩大晶粒尺寸的微观机理     

氧流量对a-IWO薄膜及其薄膜晶体管电学性能的影响

本文采用射频磁控溅射方法,制备了非晶掺钨氧化铟(a-IWO)薄膜及其薄膜晶体管(TFTs),并探讨了溅射过程中氧流量对a-IWO薄膜及其TFTs性能的影响.研究发现,随着沉积过程中氧流量的增加,a-IWOTFTs器件的饱和迁移率降低,阈值电压正向偏移,说明溅射过程中氧流量的增加有效抑制了a-IWO沟道层中氧空位的产生,降低了载流子浓度.当溅射过程中氧气/氩气流量比为2∶28时,制备的TFT器件饱和迁移率为27.6cm2·V-1·s-1,阈值电压为-0.5V,电流开关比为108.     

氧化锌超微粒子薄膜的表面性质研究

用直流气体放电活化反应沉积的方法,制备了氧化锌超微粒子薄膜,并经AES成分分析及XRD物相结构鉴定,随制备条件不同,结构将明显改变。扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,粒子的粒径为88.5nm。用俄歇电子能谱(AES)、X射线光电子能谱(XPS)对超微柱子膜的表面成分此、表面电子态进行了研究,用Ar~+枪对样品表面进行了剥离,同时用AES作跟踪分析。结果表明,Zn/O比基本保持不变,C稍有减少。这和电子探针持续作用AES跟踪分析结果基本相同。样品表面的电子态是Zn2p_(1/2)、Zn2p_(3/2),Cls、Ols;粒径及基质对表面光电压谱有较大影响。