Al_(2)O_(3)钝化层对a-IGZO薄膜晶体管电性能的增强机制研究

采用空心阴极增强脉冲激光沉积技术(HC-PLD)在室温制备高质量的Al_(2)O_(3)薄膜,作为非晶铟镓锌氧(a-IGZO)TFT器件的钝化层,显著增强了Al_(2)O_(3)/a-IGZO TFT器件的亚阈值特性,其原因在于空心阴极引入的氧等离子体抑制了Al_(2)O_(3)/a-IGZO界面处氧空位的形成。进一步研究发现,针对a-IGZO薄膜的180℃退火处理有利于消除弱结合氧并抑制深能级缺陷,提高载流子迁移率并降低阈值电压漂移;而针对Al_(2)O_(3)/a-IGZO TFT器件进行100℃退火处理有助于消除其界面附近的氧空位,降低载流子浓度,改善亚阈值特性。结合2步退火工艺所制备的Al_(2)O_(3)/a-IGZO TFT器件迁移率高达22.8 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),亚阈值摆幅为0.6 V·decade-1,综合电性能优异。