高迁移率金属氧化物半导体薄膜晶体管的研究进展

基于金属氧化物半导体(MOS)的薄膜晶体管(TFT)由于较高的场效应迁移率(μFE)、极低的关断漏电流和大面积电性均匀等特点,已成为助推平板显示或柔性显示产业发展的一项关键技术。经过30余年的研究,非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)率先替代非晶硅(a-Si)在TFT中得到推广应用。然而,为了同时满足显示产业对更高生产效益、更佳显示性能(如高分辨率、高刷新率等)和更低功耗等多元升级要求,需要迁移率更高的MOS TFTs技术。本文从固体物理学的角度,系统综述了MOS TFTs通过多元MOS材料实现高迁移率特性的研究进展,并讨论了迁移率与器件稳定性之间的关系。最后,总结展望了MOS TFTs的现状和发展趋势。

氧化物半导体透明导电薄膜的最佳掺杂含量理论计算

以铝掺杂氧化锌 (Al- doped Zn O,简称 AZO)和锡掺杂氧化铟 (Sn- doped In2 O3,简称 ITO)薄膜为例 ,建立了一个氧化物半导体透明导电薄膜的最佳掺杂含量的理论表达式 ,定量计算的结果 AZO陶瓷靶材中铝含量的理论最佳值为 C≈ 2 .9894% (wt) ,ITO陶瓷靶材中锡含量的理论最佳值为 C≈ 10 .3114% (wt) ,与实验数据相符合 .

柔性衬底氧化物半导体透明导电膜的研究进展

回顾和评述了柔性衬底氧化物透明导电膜 (包括锡掺杂的三氧化二铟ITO薄膜、铝掺杂的氧化锌AZO薄膜等 )的研究进展情况。报道了在柔性衬底上制备的ITO膜、ZnO膜的光电性质对衬底种类、制备工艺以及制备参数的依赖关系 。

透明非晶态氧化物半导体薄膜晶体管的研究进展

透明非晶态氧化物半导体薄膜晶体管(TAOS-TFT)以其诸多优势受到研究人员的青睐,最近几年发展迅速。文章以传统薄膜晶体管做对照,详细介绍了TAOS-TFT的原理、结构和性能,总结出TAOS-TFT相对于Si基TFT具有制备温度低、均一性好、迁移率高、对可见光全透明和阈值电压低等5方面的优势,指出了TAOS-TFT在进一步实用化过程中所面临的几个重要问题,其中最为重要的是需要尽快建立自身的集约化物理模型。

氧化物半导体薄膜的光电效应及其应用

氧化物半导体薄膜的光电效应及其应用姚建年（中国科学院感光化学研究所，北京１００１０１）关键词氧化物半导体，薄膜，光电化学２０世纪是电子产业的世纪，２１世纪将是“光子”产业的时代．有关光子与电子的耦合行为，其诱发的化学、物理和生物过程以及应用将成为学术...

射频磁控溅射工艺参数对掺钨氧化铟锡透明导电薄膜性能的影响

ITO薄膜是目前应用最为广泛的透明导电薄膜,通过在ITO中掺杂其他金属可以进一步改善ITO薄膜的光学和电学性能。本文采用射频(RF)磁控溅射法制备了掺钨氧化铟锡(ITO∶W)透明导电薄膜,研究了薄膜厚度、表面形貌、晶体结构以及光学和电学性能与各溅射参数之间的关系。当溅射功率大于40 W时,制备的ITO∶W薄膜为方铁锰矿结构的多晶薄膜,此时薄膜表面光滑平整而且具有良好的结晶性。在基板温度320℃、溅射功率80 W、溅射时间15 min、工作气压0.6 Pa条件下得到了光学和电学性能优良的ITO∶W薄膜,其方块电阻为10.5Ω/、电阻率为4.41×10^(-4)Ω·cm,对应的载流子浓度为2.23×10^(20)cm^(-3)、迁移率为27.3 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)、可见光(400~700 nm)范围内平均透射率为90.97%。此外,本研究还发现通过调节基板温度影响氧元素的状态可以改变ITO∶W薄膜的电学性能。

喷墨打印高迁移率铟锌锡氧化物薄膜晶体管

采用喷墨打印工艺制备了铟锌锡氧化物(indium-zinc-tin-oxide,IZTO)半导体薄膜,并应用于底栅顶接触结构薄膜晶体管(thin-film transistor,TFT).研究了墨水的溶剂成分以及溶质浓度对打印薄膜图案轮廓的影响.结果表明二元溶剂IZTO墨水中乙二醇溶剂可有效平衡溶质向内的马兰戈尼回流与向外的毛细管流,避免了单一溶剂墨水下溶质流动不平衡造成IZTO薄膜的咖啡环状沉积轮廓图案,获得均匀平坦的薄膜图案轮廓和良好接触特性,接触电阻为820Ω,优化后IZTO TFT器件的饱和迁移率达到16.6 cm^(2)/(V·s),阈值电压为0.84 V,开关比高达3.74×10^(9),亚阈值摆幅为0.24 V/dec.通过打印薄膜凝胶化模型解释了IZTO墨水溶剂成分、溶质浓度与最终薄膜形貌的关系.

过渡金属氧化物半导体薄膜的光子学特性及其应用

本文概述了３ｄ族过渡金属氧化物半导体（如ＶＯ２、ＴｉＯ、ＮｉＯ和Ｆｅ２Ｏ３等）光电子薄膜的特性及其应用。由于这些氧化物半导体薄膜的特殊结构使它们具有结构相变、导电相变或磁性相变，并且在相变前后的光学、电学和磁学性质发生跃变，使它们成为制备相变型光盘介质的极有价值的材料；另外，因其具有宽的禁带和明显变化的光电导特性，所以在可见光和近紫外光探测及太阳能电池等方面显示了极大的应用前景。

非晶氧化物半导体薄膜晶体管沟道层的研究进展

薄膜晶体管(TFT)作为开关元件广泛应用于平板显示领域,沟道层材料的选择直接影响了TFT的性能。近年来,基于非晶氧化物半导体(AOS)沟道层材料的TFT已成为具有潜力替代传统硅材料(非晶硅或多晶硅)沟道层TFT的新一代技术,有望应用于超大屏显示、3D显示、柔性显示以及透明显示等新一代显示领域。综述了AOS TFT沟道层的研究进展,重点介绍了AOS TFT用AOS沟道层在材料体系、成膜技术、薄膜的后续处理工艺、材料体系中各元素含量以及掺杂等方面的研究成果,并分析了AOS沟道层对AOS TFT性能的影响以及存在的问题,对AOS TFT的未来发展趋势进行了预测和展望。

基于低温多晶硅-氧化物半导体混合集成的薄膜晶体管显示背板技术

低温多晶硅-氧化物半导体混合集成(Low temperature polycrystalline silicon and oxide,LTPO)的薄膜晶体管(thin-film transistor,TFT)背板技术融合了低温多晶硅和氧化物半导体TFT两者的优势,为低功耗、高性能显示以及功能化集成提供了新的发展机遇,获得了产业界和学术界的广泛关注。本文系统地总结和分析了LTPO相关技术与应用的研究进展以及面临的技术挑战。首先,讨论了分别针对液晶显示(Liquid crystal display,LCD)和有机发光二极管(Organic light emitting diode,OLED)显示的LTPO背板的集成方式,进一步总结分析了实现LTPO集成的器件结构和工艺挑战。此外,针对有源矩阵OLED显示,分析了LTPO技术用于设计兼容低帧率和高帧率驱动、具有内部补偿功能的像素电路的优势,以及在超低帧率(如1 Hz)驱动情况下,TFT器件稳定性带来的影响和相关的补偿驱动方法。最后,对LTPO技术进一步发展的可能趋势进行了展望。

激光诱导击穿光谱技术在半导体材料检测方面的应用进展

对于半导体材料的研究来说,其在材料内部的元素组成以及含量是影响其性能的一个重要因素,常规的检测方法虽然能够检测出样品中成分以及含量信息,但是在这过程中存在成本高、效率低、耗时长、过程较为繁琐等问题。在分析技术领域不断发展的今天,急需寻找一种便携、新颖、与当今材料相匹配的检测技术。正是基于以上需求,激光诱导击穿光谱(LIBS)技术逐步走进了大众的视野,对LIBS技术进行了简要介绍,在此基础上着重介绍了利用LIBS技术来分析半导体材料表面的微分析研究与半导体材料金属氧化物纳米薄膜方面的研究进展,介绍了LIBS技术在这两方面检测的优势以及未来LIBS技术在这些方面的发展。

过渡会属氧化物半导体薄膜的光电化学研究及其应用

20世纪是电子产业的世纪,21世纪将是“光子”产业的时代。有关光子与电子的耦合行为,其诱发的化学、物理和生物过程以及应用将成为学术界和产业界最受关注的研究领域。近年.随着成膜技术、纳米粒子技术、激光技术以及测定表征技术（如 STM、AFM和显微拉曼等）的发展,光电化学的研究进入了一个崭新的时期并显示出极大的应用前景。这些研究都属于多学科交叉的前沿学科。现在,虽然从基础到应用都还处于初期研究阶段,但已崭露头角。进一步的研究不仅可以使其在基础领域有较大的学术突破,而且在新能源开发、信息处理、环境保护、新型太阳能电池等领域可能导致许多应用价值很高的新技术的诞生。它将成为二十一世纪一个重要的研究和产业领域。本文将着重介绍氧化物半导体薄膜光电化学研究领域的一些新进展。

透明氧化物半导体及其溶液法制备薄膜晶体管

透明氧化物电子材料是当今最重要的电子材料之一,其本质是一类具有高迁移率的宽带隙半导体。通过调节其组分和结构,可以大范围调节其载流子浓度,从而使其表现为半导体或者导体性质。因此,透明氧化物电子材料可用于多种器件,特别是作为半导体沟道和透明导电电极。透明导电氧化物更早成为了研究热点,并已在商业化应用中广泛使用,透明氧化物作为新一代半导体也被广泛研究,现在透明氧化物半导体薄膜晶体管已经可以实用化。在较低的温度和大气环境中,通过溶液法制备的透明氧化物,表现出了较好的电子特性,因此成为了印刷电子中重要的领域。简要地介绍了透明导电氧化物和透明氧化物半导体晶体管的发展历程,并概述了溶液法制备透明氧化物晶体管方面所做的研究及取得的最新进展。并指出,现今采用的溶液法制备工艺所存在的问题,特别是工艺温度偏高,应进一步深入研究,使在低温工艺下制备高性能透明氧化物晶体管工艺走向成熟,才能进入工业化生产。

基于氧化物半导体的薄膜晶体管稳定性

本文对基于氧化物半导体的薄膜晶体管稳定性领域的专利申请进行了统计分析,并对相关专利文献发展路线进行了梳理。

硅异质结太阳能电池用透明导电氧化物薄膜的研究现状及发展趋势

硅异质结(SHJ)太阳能电池是目前光伏产业中的重要组成部分,其由于具有高开路电压(V_(oc))等优点而引起了广泛的关注。在硅异质结太阳能电池中,透明导电氧化物(TCO)薄膜层的光学性能和电学性能分别影响着电池的短路电流(J_(sc))、填充因子(FF),进而影响电池的转换效率。近年来,SHJ电池中TCO层的研究主要集中于掺杂的In 2O 3和ZnO体系。本文从硅异质结太阳能电池的不同结构出发,概述了TCO薄膜的光电性能(透过率、禁带宽度、方块电阻、载流子浓度、迁移率和功函数)以及与相邻层的接触对电池性能的影响,介绍了不同体系的透明导电氧化物薄膜在硅异质结太阳能电池中的应用及研究现状,并展望其未来的发展趋势。

半导体纳米薄膜导电特性测试

通过对某些测试方法的改进,设计了综合测试方案,以达到最终实现对薄膜样品膜面、膜厚两个方向上电导率和Seebeck系数的测试。制备了薄膜样品。应用电子束微影技术,在矽晶片表面制造纳米孔洞阵列结构,以改善半导体介面性质并增进其导电性,研究结果显示,在矽晶片表面建构方型孔洞阵列,且在孔洞够小的情况下,与未建构纳米孔洞而只做退火处理的对照样品相比,有效降低了导体的接触电阻,在金属导体电接触中,拥有更加优良的导电性,即在低温制程的中小孔洞阵列结构能取代退火处理。纳米科技有效增进半导体薄膜接点导电特性。

铝锌锡氧化物半导体薄膜晶体管的研究进展

随着社会的不断发展,将透明的非晶氧化物半导体薄膜晶体管应用在显示技术行业成为人们关注的焦点,因此,人们对半导体薄膜晶体管电学性能的要求也日益提高。铝锌锡氧化物(AZTO)的化学成分中不含稀有有毒元素且成本低,被广泛用于半导体薄膜晶体管的研究。文章介绍了铝锌锡氧化物半导体薄膜晶体管(AZTO-TFT)电学性能的影响因素,如Al元素含量、退火温度和双沟道层结构,为今后改善AZTO-TFT的电学性能提供了有效方法,展望了今后的研究方向和应用前景。

透明氧化物半导体薄膜的制备技术及理论基础

为了进一步提高透明氧化物半导体薄膜制备水平,提高半导体薄膜的利用率,现以磁控溅射法应用为例,介绍了磁控溅射的具体应用,从衬底清洗、衬底反溅、溅射镀膜三个方面入手,分析了透明氧化物半导体薄膜制备的实验过程。结果表明,磁控溅射法具有非常高的可靠性和可行性,不仅增加了气体的离化率和溅射率,还保证了薄膜表面的平整性和光滑性,为进一步提高沉积镀膜的规模和透明氧化物半导体薄膜制备水平打下坚实的基础。

半导体纳米薄膜导电特性测试

通过对传统半导体测量方式的改进和创新实现对半导体膜厚方向上电导率和Seebeck系数的测试。通过电子束微影技术(EBL)实现对矽晶片表面纳米孔洞阵列结构的合理排列,从而改善半导体界面的性质,以达到增加其导电性的目的。研究结果表明,如果在矽晶片表面建构方型孔洞阵列并且孔洞足够密集,比较退火处理的实验样品和不具孔洞阵列样品,在450℃作快速热退火处理的样品电导率最大。

透明导电半导体ZnO膜的研究

本文采用独特的电子束蒸镀方法，在光学镀膜机上，以 ＺｎＯ＋３％Ａｌ２Ｏ３和 ＺｎＯ为膜料．ｋ９光学玻璃为衬底，制备出ＺｎＯ 膜。膜层为多晶膜，可见光透过率为Ｔ＝７０－９０％，电阻率ｐ＝１×１０－５Ω·ｍ，方电阻为 Ｒ ＝１５０±５０±５０Ω／ ，膜机械强度超过国标单层标准，找到实用最佳工艺条件。