溶液法制備銦鎵鋅氧薄膜晶體管及其性能研究

史 愷，楊小天

吉林建筑大學 電氣與計算機學院，長春 130118

0 引言

近年來半導體材料迅速發展,變化日新月異,Ge、Si等元素開始大批量投入市場應用.透明氧化物半導體作為新一代半導體的重要成員之一,引起了科研界的關注并且逐漸在微電子學及柔性電子學等多個領域廣泛應用.從晶體管的發明發展到成功研制超大規模集成電路,半導體材料逐漸成為現代電子信息技術與新能源技術的重要基石.自20世紀60年代以來,研究一直關注器件制備低成本、大陣列顯示和低功耗顯示等方面.目前,關于新一代薄膜晶體管(TFT)的研究熱點已經過渡到用透明氧化物作為器件的有源層材料.新型透明顯示器件在平面顯示、光學信息處理和抗輻射等領域有著Si基TFT無法比擬的優勢.進而,各研究組對金屬氧化物TFT進行大量的研究工作[1],2001年Yutaka Ohya等[2]人利用溶液法成功制備出氧化鋅(ZnO)-TFT.此后,氧化錫(SnO)-TFT、銦鎵鋅氧(IGZO)-TFT和銦鋅氧(IZO)-TFT也得到相應的發展,其中非晶的IGZO-TFT的綜合性能最好[3].

1 薄膜晶體管的結構及工作原理

TFT的結構和工作原理與MOSFET極為相似,TFT主要由4個部分組成即分別是溝道層(亦稱有源層即半導體材料)、絕緣層(亦稱介質層)、源/漏電極和門電極(亦稱柵極).根據門電極的數量,可將TFT的結構分為單柵TFT與雙柵TFT.目前大多數的TFT結構均為單柵TFT,根據門電極所處位置的不同,又將單柵TFT分為頂柵頂接觸、底柵頂接觸、頂柵底接觸和底柵底接觸.

薄膜晶體管是由多數載流子形成導電通道……