溅射功率对MgZnO薄膜晶体管性能的影响

本文通过射频磁控溅射的方法在Si衬底上制备了MgZnO薄膜晶体管,研究不同溅射功率对MgZnO薄膜晶体管电学和薄膜性能的影响,对制备的器件采用Keysight B 1500 A型号的半导体参数仪测试其电学性能,通过公式计算分析电学参数.利用原子力显微镜(AFM)和描电子显微镜(SEM)对薄膜表面形貌进行探测.实验结果表明,不同溅射功率对MgZnO薄膜晶体管的性能有影响,当Mg靶溅射功率为3 W时,器件电学性能以及薄膜质量最佳,电流开关比为1.54×10^(7),阈值电压为24 V,亚阈值摆幅为1.1 V/decade,界面缺陷态密度为3.82×10^(12) cm^(-2)·eV^(-1),所占的的原子百分比(at.%)分别为1.54,MgZnO薄膜的均方根粗糙度(RMS)为1.168 nm,粗糙度数值最低.

MgZnO薄膜晶体管在紫外探测中的特性研究

室温下通过磁控溅射的方式在热氧化SiO2的衬底上沉积MgZnO薄膜,研究Mg元素的少量掺杂对薄膜以及器件性能的影响,使用湿法刻蚀的方法制备了MSM结构的器件。器件开关比3.66×106,在入射波长为365nm、254nm的光照下响应度分别达到了3.16A/W、7.74A/W.光暗电流比在101~104之间。通过紫外光分度计测试出薄膜在可见光区域透过率达到90%以上,光学带隙为3.28eV。

氧化锌锡薄膜晶体管的制备与性能研究

为了提高薄膜晶体管的性能,本文基于射频磁控溅射技术,采用氧化锌锡(ZTO)材料作为沟道层,在SiO2/p-Si衬底上制备高性能ZTO薄膜晶体管。采用AFM、XRD、UV-Vis研究了溅射功率对ZTO薄膜的表面形貌和光学性能的影响。使用半导体参数仪对ZTO薄膜晶体管进行电学性能的测试,利用XPS分析研究溅射功率对ZTO薄膜中元素组成和价态的影响,探索高性能薄膜晶体管的原理机制。实验结果表明,所有ZTO薄膜样品是非晶结构,表面致密,透光率均大于90%。适当增加溅射功率能够改善ZTO薄膜晶体管的电学性能。在90 W溅射功率下制备的薄膜晶体管综合性能较好,其饱和迁移率达到了15.61 cm^(2)/(V·s),亚阈值摆幅为0.30 V/decade,阈值电压为-5.06 V,电流开关比为8.92×10^(9)。

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.

IGZO薄膜晶体管生物传感器无标记检测强直性脊柱炎

为了快速检测强直性脊柱炎血清学分子标志物人体白细胞抗原(HLA-B27),开发了一种基于人体白细胞抗原B27(HLA-B27)功能化的氧化铟镓锌(IGZO)薄膜晶体管生物传感器。利用射频磁控溅射技术和微纳加工工艺制备了IGZO薄膜晶体管(IGZO TFT),采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和抗体对IGZO TFT进行修饰,制备出针对HLA-B27检测的生物传感器。实验结果表明,功能化的IGZO TFT生物传感器具有稳定的电学特性和传感性能。传感器对HLA-B27的检测极限为1 pg/mL,在1 pg/mL至100 ng/mL的范围内均有良好的线性响应。这说明所设计的高性能生物传感器能够有效检测出强直性脊柱炎的标志物。此外,IGZO TFT可以扩展为传感器阵列平台,实现对某种疾病多种标志物的联合检测,在便携式床旁诊断设备的应用中具有巨大潜力。

IAZO薄膜晶体管的制备与性能研究

为了探究退火温度对IAZO薄膜晶体管器件光电性能的影响,采用射频溅射单溅射法,并在(400~700)℃的范围内制备了一系列真空退火后的IAZO薄膜晶体管。分别对IAZO薄膜表面形貌、内部结构、元素组成和价态组成进行分析,采用半导体参数仪及搭配的探针台测试电学性能测试。采用紫外可见分光光度计测试薄膜透过率。结果表明,随着退火温度的升高,器件的电学性能先呈现上升趋势,达到峰值后开始下降。在500 ℃真空退火1 h后,IAZO TFT饱和迁移率为0.18 cm2/(V·s)、阈值电压为3.35 V、亚阈值摆幅为0.10 V/decade、开关比为1.13*108。IAZO薄膜透光率达到90 %以上、光学带隙达到4.1 eV,器件性能达到最佳。

低温快速制备基于溶液工艺的高性能氧化铟薄膜及晶体管

利用脉冲紫外线辅助热退火在200℃的低温条件下,5 min内制备了基于溶液工艺的氧化铟薄膜及薄膜晶体管.对比传统热退火,研究了脉冲紫外线辅助热退火对氧化铟薄膜的表面形态、化学结构和电学特性的影响.实验结果表明,脉冲紫外线辅助热退火方式能够在短时间内实现改善氧化铟薄膜的质量及薄膜晶体管的性能.原子力显微镜和场发射扫描电子显微镜结果显示该薄膜表面较传统热退火制备薄膜表面更为致密平坦.X射线光电能谱测试表明,脉冲紫外线辅助热退火处理后会产生氧空位,从而提高载流子浓度,改善了氧化铟薄膜的导电性.此外,对比研究了紫外线辅助热退火对氧化铟薄膜晶体管电气性能的影响.结果表明器件的电学特性得到了明显改善,亚阈值摆幅降低至0.12 mV/dec,阈值电压为7.4 V,电流开关比高达1.29×107,场效应迁移率提升至1.27 cm^(2)/(V·s).因此,脉冲紫外线辅助热退火是一种简单、快速的退火方式,即使在低温条件下也能快速提高氧化铟薄膜和薄膜晶体管的性能.

脉冲对InGaZnO薄膜晶体管性能的影响

超大尺寸IGZO(InGaZnO)产品在高温高湿(50℃/80%)信赖性评价中易发生异常显示不良(Abnormal Display,AD)。其不良原因主要是集成栅极驱动电路(Gate Driver On Array,GOA)的关键器件M2转移特性曲线(IDS-VGS)在评价中发生了严重正移。本文通过脉冲实验,模拟GOA关键器件M2的实际工作环境,重现了转移特性曲线严重正移的不良现象。通过设置不同的脉冲实验,揭示了造成不良的主要影响因素:M2器件关闭时,漏极与源极之间的压差VDS过大,使IGZO膜层内的氧空位V+O在电场作用下同时向IGZO与GI(Gate Insulator)的边界及源极端迁移,由于氧空位V+O对电子的捕获作用,最终导致转移特性曲线发生正移,并发现迁移的氧空位V+O经过加热后可以复原。此外,在不改变IGZO成膜条件下,通过减小M2器件关闭时的VDS压差,导入超大尺寸IGZO产品,高温高湿信赖性评价2000 h未发生AD不良。

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。

基于可加速学习有机薄膜晶体管的视觉图像预处理的研究

图像在传输和显示过程中,由于噪声、特征衰减等原因会造成不同程度的图像质量下降问题,导致信息的错误传递,因此通过图像预处理来改善图像质量及提取图像特征十分必要。除了需要图像采集,还需要人脑对图像进行信息处理。神经形态显示器件作为可以模拟人脑中的神经元突触,具有传输快、抗干扰能力强等诸多优点,被认为是神经形态领域中有价值的组成部分。提出二维材料Ti3C2TxMXene纳米片与钙钛矿量子点共混(CsPbBr3/MXene)形成的异质结结构增强了光电流的产生,并结合有机半导体材料PDVT-10优异的载流子迁移率制备的有机薄膜突触晶体管,成功模拟了生物突触的兴奋性突触后电流(Excitatory Post-Synaptic Current,EPSC)、双脉冲易化(Paired-Pulse Facilitation,PPF)等基本功能。在相同的光脉冲刺激下,相较于纯CsPbBr3突触晶体管,CsPbBr3/MXene突触晶体管的单脉冲EPSC与多脉冲EPSC峰值分别达到148%与157.6%的巨幅提升,实现了在相同时间内从短期可塑性(Short-Term Plasticity,STP)到长期可塑性(Long-Term Plasticity,LTP)的快速转化。

中大尺寸电子纸发展现状及其薄膜晶体管基板技术分析

从电子纸市场观察入手,介绍了中大尺寸电子纸显示在电子阅读器和标牌等领域的应用现状,阐述了电子纸供应链主要情况,探讨了薄膜晶体管基板作为供应链关键上游材料的技术发展方向,分析了薄膜晶体管基板技术上的创新和实现构想,为新一代中大尺寸电子纸显示用薄膜晶体管基板的设计提供参考和指导建议。

CEC·咸阳第8.6代薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)项目

一、工程概况该工程位于陕西省咸阳市,是我国建成投产的第一条8.6代液晶面板生产线,是国家“十三五”规划重大工程。工程是全球最大且唯一建设在高烈度区的多层全钢结构超洁净智能环保高科技电子厂房,占地面积57.4万m2,建筑面积71.2万m2,包括生产厂房、动力中心及配套建筑等19个单体。

碳纳米管薄膜场效应晶体管低温电学特性

基于网络状碳纳米管(carbon nanotube,CNT)薄膜制备了网络状碳纳米管薄膜场效应晶体管(carbon nanotube thin film field effect transistor,CNT-TFT),研究了温度为100~300 K时,CNT-TFT的电学特性,并对关键电学参数,如开态电流I_(on)、跨导G_(m)、阈值电压V_(th)和亚阈值摆幅S_(S)等,进行了深入分析。研究结果表明,随着温度的降低,G_(m)出现了下降,V_(th)向左漂移;在G_(m)和V_(th)共同作用下,I_(on)显著下降。通过对电学参数随温度演化机制的深入分析,发现器件G_(m)的降低不仅与CNT内的散射及CNT-金属接触电阻相关,而且与交叠的碳纳米管间的结电阻密切相关。同时,研究还表明,低温下,界面俘获中心对电子俘获概率的减小是引起器件V_(th)和S_(S)变化的主要因素。

柔性薄膜晶体管在传感器领域的研究进展

当今的电子产品正面临着颠覆性的演变,从笨重刚性设备发展到轻巧、柔软和灵活的设备,甚至需要生物相容性和可生物降解等。薄膜晶体管(TFT)是构成柔性电子的最常见的有源薄膜器件之一,在可穿戴和纺织集成系统、表皮设备和机器人人造皮肤等领域具有巨大潜力。首先介绍了TFT的种类和制备方法,对比了真空法和溶液法两者的优缺点;接着从TFT各功能层出发,包括绝缘层、半导体层和电极,对比了无机金属氧化物和聚合物材料体系,并总结了柔性TFT在传感器领域的研究进展和应用;最后,提出了柔性TFT在传感器领域存在的难点和问题,对其应用进行了展望。

钝化层对背沟道刻蚀型IGZO薄膜晶体管的影响

本文制备了氧化硅、聚酰亚胺以及氧化硅-聚酰亚胺堆叠结构钝化层的非晶铟镓锌氧背沟道刻蚀型薄膜晶体管.与传统氧化硅钝化层薄膜晶体管相比,聚酰亚胺钝化层薄膜晶体管的电学特性大幅提高,场效应迁移率从4.7提升至22.4 cm^(2)/(V·s),亚阈值摆幅从1.6降低至0.28 V/decade,电流开关比从1.1×10^(7)提升至1.5×10^(10),负偏压光照稳定性下的阈值电压偏移从–4.8 V下降至–0.7 V.电学特性的改善可能是由于氢向聚酰亚胺钝化层扩散减少了背沟道的浅能级缺陷.

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。

溅射功率对InZnO薄膜晶体管电学性能的影响研究

采用射频磁控溅射法,在室温下Si/SiO_(2)衬底上制备InZnO薄膜晶体管,并研究不同溅射功率(25,50,75和100 W)对InZnO薄膜晶体管电学性能的影响。XRD表征结果表明,不同溅射功率制备的InZnO薄膜均出现晶面为(002)面的多晶态结构。通过电学特性研究发现,当溅射功率为50 W时,电流的开关比为3×10^(7),场效应迁移率为14.8 cm^(2)V^(-1)s^(-1),阈值电压为0.82 V,亚阈值摆幅为0.38 V decade^(-1),界面缺陷态密度为1.1×10^(12)cm^(-2)eV^(-1)等获得最佳器件参数。这是因为功率50 W时用原子力显微镜测得InZnO薄膜表面粗糙度为0.86 nm,说明薄膜的表面比较平滑,表面缺陷密度较少,使InZnO薄膜沟道层和源漏电极形成了良好的接触。此外,XPS结果表明,当溅射功率为50 W时,能够有效控制氧空位缺陷,最终有效改善和提高InZnO薄膜晶体管的电学性能。

柔性并五苯薄膜晶体管的制备及性能优化

采用了一种全新的方法,应用真空沉积技术在弹性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)绝缘层上制备了均匀致密的并五苯薄膜.实验结果显示,通过氧等离子体处理和十八烷基三氯硅烷(OTS)气相修饰PDMS绝缘层,对沉积大晶粒的并五苯薄膜进而获得高迁移率的薄膜场效应晶体管有着至关重要的作用.实验中通过优化氧等离子体处理和OTS修饰的条件,在先后经过100 s氧等离子体处理和7 h气相OTS修饰的PDMS绝缘层上,制备并五苯薄膜场效应晶体管,其最高迁移率可以达到0.58 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1).后续实验中在PDMS绝缘层上尝试并成功地制备了柔性的并五苯薄膜场效应晶体管.这一实验结果拓宽了PDMS作为柔性绝缘层可以通过真空沉积技术制备薄膜器件的能力,在未来大规模柔性电子产品的制备和优化中具有巨大的应用潜力.

超临界流体改善IGZO薄膜晶体管光电特性研究

随着高速、高分辨率、全透明的显示技术不断发展,对全透明薄膜晶体管(Thin-Film Transistor, TFT)的电学和光学性能均提出了更高的要求。首先在玻璃衬底上制备了以非晶铟镓锌氧化物(Amorphous Indium-Gallium-Zinc Oxide, a-IGZO)为有源层、铟锡氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)为电极的全透明薄膜晶体管。并以低温环保的超临界流体技术进一步改善器件特性,超临界流体具有高溶解和高渗透性,可进入器件内部,修复材料中的断键,消除器件的缺陷,进而提升器件综合性能。实验结果表明,处理后器件的亚阈值摆幅从451.44 mV/dec下降至231.56 mV/dec,载流子迁移率从8.57 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)增至10.46 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),电流开关比提升了一个数量级。此外,超临界处理后器件的光电应力稳定性和光学透明度均得到有效改善。

基于薄膜晶体管制备的微电子工艺实践教学研究

微电子技术是一种新型的学科,它不仅具有传统物理、化学和生物等多领域知识,而且也具备了其他学科所没有的独特性质。在我们生活中很多地方都有着这样或那样的应用。而薄膜晶体管(TFT)作为一个新型材料和集成电路设计行业已经引起人们广泛关注。本文主要对基于薄膜晶体管制备与性能分析为基础进行研究,在明确实践教学方法及相关教学模式的基础上,设计教学流程,做好微电子工艺实践教学的准备工作和实施工作,在理论结合实践教学的基础上,夯实学生专业基础,解答学生存在的问题。