H_2O_2对溶液法制备a-IGZO薄膜光学特性的影响

基于溶液旋涂法和高压退火工艺制备了a-IGZO薄膜。采用椭圆偏振光谱分析仪以及原子力显微镜研究和分析了H_2O_2对薄膜的表面结构和光学特性的影响。实验结果表明,a-IGZO前驱液中不含H_2O_2的薄膜,退火温度从220℃升高到300℃,薄膜的光学带隙从3.03增加到3.29,而膜表面粗糙层由20.69nm降至4.68nm。在同样的高压退火条件处理下,与前驱液中没加入H_2O_2的薄膜相比,折射率显著增加并明显的降低了薄膜表面粗糙度。退火温度在300℃时,薄膜的光学带隙由3.29eV增大到3.34eV,表面粗糙层由4.68nm减少到2.89nm。因此,H_2O_2可以在相对低温条件下有效降低薄膜内部的有机物残留及微缺陷,形成更加致密的a-IGZO薄膜。证明了利用H_2O_2能够有效降低溶液法制备aIGZO薄膜所需的退火温度。

Al_2O_3薄层修饰SiN_x绝缘层的IGZO-TFTs器件的性能研究

采用原子层沉积工艺(ALD)生长均匀致密的三氧化二铝(Al2O3)薄层对氮化硅(Si Nx)绝缘层进行修饰,研究了铟镓锌氧薄膜晶体管(IGZO-TFTs)器件的性能。当Al2O3修饰层厚度为4 nm时,绝缘层-有源层界面的最大缺陷态密度相比于未修饰器件降低了17.2%,器件性能得到显著改善。场效应迁移率由1.19 cm2/(V·s)提高到7.11 cm2/(V·s),阈值电压由39.70 V降低到25.37 V,1 h正向偏压应力下的阈值电压漂移量由2.19 V减小到1.41 V。

磁控溅射法制备非晶IGZO透明导电薄膜

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了IGZO薄膜,研究了IGZO薄膜的性质和制备工艺条件。重点研究了射频功率对IGZO薄膜的结构特性、光电特性的影响以及厚度对薄膜电阻率的影响。制备的IGZO薄膜最高品质因子为1.94×10-3Ω-1,对应的薄膜电阻率和透过率分别为2.6×10-3Ω·cm和87.2%。

氧分压对直流磁控溅射IGZO薄膜特性的影响

在室温下,利用直流磁控反应溅射法分别在硅片和石英玻璃上制备IGZO薄膜。通过控制溅射时氧分压的不同,研究其制备IGZO薄膜的微结构、表面形貌及其元素结合能及电学与光学特性。结果表明,在不同的氧分压下,薄膜始终保持稳定的非晶结构,并且在可见光区域的透光率超过80%。随着氧分压的增加,薄膜的表面粗糙度增加,沉积速率下降。通过X射线光电子谱分析随氧分压的增大,氧空位的增加,从而引起薄膜的电阻率增大,光学禁带宽度逐渐由3.58减小到3.50e V。氧分压是磁控溅射IGZO薄膜的关键因素。

非晶IGZO透明导电薄膜的L-MBE制备

报道了一种利用等离子辅助激光分子束外延技术(L-MBE)在石英衬底上制备IGZO透明导电薄膜的新工艺.该工艺在超高真空中进行,可以有效避免杂质和污染,提高薄膜的纯度和光学、电学性能.通过优化生长时的气体离化功率,在300W射频功率下,得到光学电学性能优良的非晶态IGZO透明导电薄膜,其可见光范围内透过率超过80%,其室温电子迁移率高达16.14cm2v-1s-1,明显优于目前薄膜晶体管(TFT)中常用的非晶硅和有机物材料.测试结果表明,采用此工艺制备的非晶态IGZO透明导电薄膜,具有优良的光学、电学特性,能代替非晶硅和有机物,提高TFT-LCD的性能,实现真正的全透明、高亮度及柔性显示.

金属氧化物IGZO薄膜晶体管的最新研究进展

最近几年,金属氧化物IGZO薄膜晶体管成为研究热点,具有高迁移率、稳定性好、制作工艺简单等优点,备受人们关注。文章综述了制作金属氧化物IGZO晶体管的结构及其优缺点,总结了影响金属氧化物IGZO薄膜晶体管性能的因素,并提出了制作高性能金属氧化物IGZO薄膜晶体管的方法。

退火温度对溶液法制备IGZO-TFT器件性能影响

随着人们进入信息时代,半导体技术快速发展,对薄膜晶体管(Thin film transistor,简称TFT)的性能要求逐渐提高.IGZO由于具有较高的载流子迁移率、相对良好的均匀性等优势而受到广泛关注;而传统的真空技术制备薄膜晶体管,因制备工艺复杂、制备成本高等问题,在快速发展的信息时代逐渐显露出局限性,本文采用制备工艺更为简单的溶液法在Si/SiO_(2)基底上制备IGZO有源层薄膜,并测试不同退火温度(450℃,550℃,650℃)条件下对薄膜性能的影响.结果表明,适当提高退火温度可以有效改善IGZO-TFT器件的电学性能,本实验测试得出:当溶液法制备薄膜在550℃退火温度下退火器件性能最优,溶液法制备的器件电流开关闭达到105,器件性能相对比较稳定.

DUV辅助高压退火对a-IGZO薄膜微结构及光学特性的影响

利用原子力显微镜和椭圆偏振光谱仪,研究了不同退火温度下深紫外(DUV)辅助高压处理对溶液旋涂法制备的非晶IGZO薄膜微观结构与光学特性的影响。实验结果表明,通过DUV辅助高压退火处理,当退火温度从210℃升高至300℃,薄膜的光学带隙由2.97eV升至3.32eV,而膜表面粗糙层从22.81nm降至5.02nm。300℃-DUV处理的样品与同等压强下300℃无UV处理和350℃退火处理的相比,薄膜的折射率增加并明显地降低了其表面粗糙度,因此,DUV辅助高压退火处理能够有效减少有机化合物的残留,促进了成膜前驱基团的迁移,并形成更加致密的非晶IGZO薄膜。

沟道长度对IGZO薄膜晶体管性能的影响

在室温条件下采用射频磁控溅射的方法在热氧化SiO_(2)衬底上生长IGZO薄膜作为有源层,并将其制备为薄膜晶体管器件.研究不同的沟道长度对IGZO薄膜晶体管电学性能的影响.使用场发射扫描电子显微镜(SEM)表征IGZO薄膜的厚度,使用原子力显微镜(AFM)表征薄膜的表面形貌.实验结果表明,沟道长度对IGZO薄膜晶体管有着重要影响.当沟道长度为10μm时,IGZO薄膜晶体管的开关电流比达到1.07×10^(8),载流子迁移率为3.81cm^(2)/V,阈值电压为27V,亚阈值摆幅为2V/dec.

氧分压对磁控溅射制备IGZO薄膜光电特性的影响

通过磁控溅射技术在玻璃基板上制备氧化铟镓锌（IGZO）薄膜，为了研究不同氧分压对IGZO薄膜结构及光电特性的影响，在不同的氧分压0，0．015，0．06和0．24Pa下制备了不同样品。样品的沉积速率、成分结构、面电阻及光电性质分别用椭偏仪、X射线光电子能谱（XPS）和四点探针等方法进行了测量。实验结果表明，随着氧分压的增大，IGZO薄膜的沉积速率呈下降趋势，不同氧分压的IGZO薄膜的元素比例（In：Ga：Zn）差异不大，在可见光的范围内其氧分压为0Pa以上时，IGZO薄膜平均透过率均超过80％，阻值随氧分压的增加而增大。制作了不同氧分压以IGZO为沟道层的薄膜晶体管，其迁移率为5．93～9．42cm^2·V^-1·s^-1，阈值电压为3．8～9．2V。

基于表面势的非晶IGZO薄膜晶体管分析模型

报道了一种适于模拟n沟道非晶IGZO薄膜晶体管(a-IGZO TFT)的直流I-V特性的分析模型。该模型充分考虑了深能级类受主态对自由电子的捕获,并将表面势的概念引入a-IGZO TFT结构。在分析器件能带结构和载流子输运的基础上,参考Si基MOSFET中表面势模型的分析方法,利用半导体-绝缘体界面电荷的泊松方程表达,并结合能带-电压关系,导出了器件饱和区和非饱和区的I-V解析表达式。通过Matlab编程模拟了a-IGZOTFT的转移特征曲线和输出特征曲线,对文献中实验数据进行拟合发现,提出的模型与实验数据均能很好地吻合。该模型结构简明,所包含的参数物理意义明确,有很强的实用性。

IGZO薄膜溅射功率对IGZOTFT栅电压不稳定性的影响

采用不同溅射功率制备的铟镓氧化锌(IGZO)薄膜作为薄膜晶体管(TFT)的有源层,通过扫描电镜、霍尔效应测试仪,分析了溅射功率对IGZO薄膜形貌及电特性的影响,研究了不同IGZO溅射功率对IGZO-TFT栅偏压不稳定性的影响。结果表明,在一定范围内,低溅射功率使得IGZO薄膜的表面粗糙,缺陷较多,载流子浓度较低;在正栅极偏压作用下,低IGZO薄膜溅射功率导致较大的IGZO-TFT阈值电压漂移;在负偏压作用下不产生阈值电压漂移。

磁控溅射法制备IGZO薄膜材料技术的研究进展

IGZO TFT具有载流子迁移率高、可见光透过率高、大面积均匀性良好、低功耗等优点,成为显示器朝着大尺寸、柔性化方向发展最具潜力的新型背板技术。综述了IGZO材料的特性和应用,总结出IGZO薄膜的制备方法,同时提出了IGZO靶材的性能要求和关键技术,可为IGZO靶材的研究及产业化提供借鉴。

一种新型a-IGZO TFT集成栅极驱动电路设计

在传统集成栅驱动电路中采用非晶InGaZnO薄膜晶体管(a-IGZO TFT)后会造成信赖性的降低,经过分析确定原因为驱动TFT阈值电压漂移。本文提出了一种改进的集成栅驱动电路,通过对驱动TFT栅节点电压的稳定控制,获得了较大的驱动TFT阈值电压漂移冗余度(从原来的不到±-3V扩大到±-9V),克服了a-IGZO TFT阈值电压漂移所造成的电路失效,稳定了集成栅驱动电路并延长了液晶显示器面板的寿命。

不同溅射气体对a-IGZO TFT特性的影响

采用脉冲直流(Pulsed DC)方式和不同的单组份气体(Ar、O2、N2)溅射制作IGZO,研究了缺氧(Ar)、富氧(O2)、氧替代(N2)三种情形下的IGZO-TFT特性。通过AES、XRD、AFM等分析手段,考察了不同气体制备的IGZO膜以及相应靶材的成分及结构,发现不同的溅射气体对IGZO膜的成分比例和电学结构具有重要的影响。实验结果表明,Ar-IGZO TFT在退火后具有良好的特性,S值为1 V/dec,迁移率可达8.3 cm2/Vs,开关比Ion/Ioff≥105。

高压退火气氛对溶液法制备a-IGZO薄膜光学特性的影响

利用椭圆偏振光谱仪和原子力显微镜,研究了相同温度下不同退火气氛及压强处理对溶液旋涂法制备a-IGZO光学特性和薄膜微观结构的影响。实验结果表明,当退火气氛为O_2时,压强由0.1MPa增加到1.5MPa,薄膜的光学带隙由3.23eV增大到3.31eV,表面粗糙层由6.77nm降低到4.77nm。与N_2气氛相比,1.5MPa O_2气氛下薄膜的光学带隙有所提高,表面粗糙度也有所降低。因此,在1.5MPa O_2气氛下,可以有效降低薄膜内部有机物的残留及缺陷,形成更加致密的非晶a-IGZO薄膜。

一种兼具阈值电压与迁移率补偿功能的IGZO AM-OLED像素电路

提出一种呈5T2C结构的IGZO AM-OLED像素电路,以改善驱动管状态变化所导致的输出驱动电流稳定性问题。理论分析与仿真结果均表明:该电路不仅能够补偿驱动管阈值电压的漂移,而且能够补偿驱动管迁移率的漂移。基于仿真结果,即使在2V~9 V大范围输入电压信号的条件下,当驱动管的阈值电压变化±2 V时,驱动电流变化约为15.1%,当驱动管的迁移率变化±30%时,驱动电流变化约为9.6%。该像素电路可有效提升驱动电流的稳定性能。

晶态IGZO薄膜晶体管的研究进展

随着显示技术的不断发展,对高性能、高稳定性的薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)的需求日趋增加,通过结晶改善薄膜晶体管性能的方法受到大量关注。当前,铟镓锌氧化物(IGZO)材料由于具有迁移率高、柔性好、透明度高等优势,被广泛用于薄膜晶体管的沟道中,而改善IGZO沟道层的结晶形态也成为研究热点。本文总结了晶态IGZO薄膜晶体管器件的研究进展,详细介绍了IGZO系化合物的晶体结构,重点阐述了单晶、c轴取向结晶、六方多晶型、尖晶石型、纳米晶型和原生结晶型IGZO的结构和各晶态IGZO薄膜晶体管的制备方法、器件性能和稳定性,深入分析其微观结构,总结物理特性,阐述不同晶系结构的结晶机理,建立不同晶体结构与电学特性的关系,最后对晶态IGZO薄膜晶体管的发展进行展望。

SiN_x介质层非晶IGZO薄膜晶体管的光照稳定性研究

通过对比电特性曲线、阈值电压、亚阈值摆幅等参数的变化趋势,深入分析了低温真空制备的Si Nx介质层非晶铟镓锌氧(a-IGZO)薄膜晶体管(TFT)在光照下的稳定性机理。实验结果表明,器件在光照下的稳定性良好。但如果在施加偏压的过程中同时进行光照,则会伴随有不同程度的电性曲线偏移,具体表现为对正偏压效果的抑制作用和对负偏压效果的促进作用。结合光照在器件的恢复过程中的影响综合分析后认为,光照的主要作用体现在光子对电子空穴对的激发,以及为电子提供能量增加越过势垒的几率。单一的光照影响有限,但在光照与偏压的共同作用下,往往会引起显著的电学性能变化,变化结果符合charge-trapping模型。

双有源层a-IGZO TFT研究进展

总结了双有源层a-IGZO TFT器件的研究进展,重点阐述了a-IGZO的双有源层器件在高稳定性机制、制备工艺、上下层元素比例、掺杂和工艺参数等方面的研究结果,详细分析了双有源层对器件特性的影响及改进方法,并对双有源层a-IGZO TFT的发展方向进行了展望。