非晶ZnTiSnO薄膜的制備及薄膜晶體管性能研究.pdf

1、非晶氧化物半導體(AOS)材料具有高遷移率、與柔性襯底兼容和可大面積沉積等優點，已作為薄膜晶體管(TFT)的溝道層被應用于顯示器領域。與已產業化的InGaZnO非晶氧化物TFT比較，ZnSnOTFT具有無In、廉價、無毒等優勢。然而ZnSnO中存在較高的缺陷態濃度導致器件性能差，需要添加第四種元素作為載流子抑制劑以提高器件性能。此外，AOS TFT不僅能應用于顯示器領域，在紫外探測、生物傳感、氣敏等傳感領域也表現出優異的性能，是AOS

2、TFT技術的另一個重點研究方向。
　　本文采用溶液燃燒法在低溫條件下制備了非晶ZnTiSnO（a-ZTTO）薄膜，結果顯示Ti摻雜后薄膜的形貌發生了巨大變化，由連續致密的結構轉變成凸起峰和凹陷坑相互交錯組成的絨面結構，有望應用于傳感領域。且Ti作為載流子抑制劑，能有效降低薄膜中VO的數量。
　　隨后以上述薄膜作為溝道層制備了a-ZTTO TFT器件，探索了二次退火、溝道尺寸、Ti摻雜量對器件的電學性能影響。實驗結果表明二次退

3、火處理確實能有效降低薄膜界面缺陷態密度以提高器件的電學性能，而溝道寬長比的減少導致器件性能明顯退化。我們還發現適量的Ti摻雜有利于優化器件的電學性能并提高其穩定性。當Zn/Ti=30∶1時，器件的性能表現最優:Ion/Ioff=3.54×105，μFE=0.77cm2V-1s-1, Vth=2.14V, SS=1.13V/decade。
　　此外，我們還分析了a-ZnSnO TFT對365 nm的紫外光響應和恢復情況，發現柵壓可以