氧化物柵介質薄膜晶體管的制備及性能研究.pdf

1、溶液法制備薄膜晶體管（Thin Film Transistors，TFTs）相比于傳統制備方式的最大優勢在于技術簡單，具有低成本、簡單設備和工藝、成膜均勻和大面積制備等優點而受到了越來越多的關注。本文以基于溶液法制備氧化鋁(Al2 O3)的薄膜晶體管為研究課題，以獲得低電壓驅動的高性能器件為目標，重點研究Al2 O3絕緣層退火溫度對TFT性能的影響，聚合物修飾絕緣層對器件性能的改善以及基于燃燒法低溫制備Al2O3薄膜的器件的性能研究。<

2、br>　　本研究主要內容包括：⑴基于Al2O3絕緣層的TFT器件性能研究。采用高介電常數Al2O3作為絕緣層，研究不同退火溫度下的絕緣層對并五苯TFT性能的影響。隨著退火溫度從150℃增加到350℃，器件性能發生明顯變化。絕緣層退火溫度為350℃時，器件具有最優性能遷移率高達0.375cm2/(V·s)，開關電流比為5.17×103。器件性能的提升主要歸因于高溫退火下的絕緣層表面粗糙度低，在其上生長的并五苯結晶度提高和絕緣層/半導體層界

3、面陷阱密度少。⑵聚合物修飾絕緣層對器件性能的影響研究。在制備了低電壓高性能的器件基礎上，利用聚合物低界面極性的特性，研究了聚合物修飾絕緣層對器件的影響。與單Al2O3作為絕緣層的器件相比，結果表明使用PMMA修飾絕緣層后，器件性能得到提升，器件遷移率增加到0.496cm2/(V·s)，電流開關比提高到5.43×104。器件性能提高歸因于低介電常數聚合物修飾絕緣層可以優化表面粗糙度和降低界面極性，減少對載流子在傳輸過程中的束縛，同時降低界

4、面陷阱密度。⑶基于燃燒法制備絕緣層的TFT性能研究。通過在溶液中添加燃料，利用燃料在加熱過程中放熱反應，從而達到降低絕緣層退火溫度的目的。在溶液中添加乙酰丙酮和氨水后，絕緣層退火溫度降低到180℃。對薄膜進行I-V、C-V和AFM測試，證明燃燒法可以制備出性能良好的薄膜。在此基礎上制備的 TFT器件遷移率為0.291cm2/(V·s)，電流開關比為8.69×102?；诰酆衔镄揎椏商岣咂骷阅?，使用PMMA對絕緣層進行修飾，器件遷移率提