导　　师： 彭俊彪

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 在显示领域中,平板显示器（FPD）是目前最为流行的一类显示设备。平板显示领域中应用最广泛的技术就是薄膜晶体管技术（TFT）。当前主流的薄膜晶体管技术非晶硅TFT技术无法满足现在以及将来超高分辨率、超大尺寸、溶液加工等要求。相比之下,氧化物薄膜晶体管（MOTFT）具有高迁移率、良好的均匀性、较低的制程温度且与目前的非晶硅产线兼容从而降低生产成本等优点,因而受到国内外学术界和产业界的广泛关注。快速发展的平板显示产业对氧化物TFT提出了更高的要求:更高的迁移率、更好的稳定性以及可溶液加工性等。为了获得高迁移率以及高稳定性氧化物TFT技术,本论文的工作主要集中在新型氧化物有源层材料的开发上。针对传统InGaZnO氧化物材料迁移率较低（10 cm2/Vs）的问题,本文开发了一种Nd掺杂In2O3的无Zn掺杂的三元In-Nd-O氧化物材料体系,并成功制备了高迁移率InNdO TFT器件。我们发现Nd掺杂能有效抑制薄膜的结晶性,并能拓宽薄膜的带宽。通过往In2O3中掺入Nd元素,能有效调控薄膜体内的载流子浓度,从而调控InNdO TFT器件的性能参数。InNdO-5 TFT器件的迁移率最高可达46.7 cm2/Vs,其器件亚阈值摆幅SS为0.23 V/decade,器件电流开关比约为3×106。同时发现当掺入的Nd元素含量过低时,由于晶格几何结构的限制,容易形成|Nd3d5/254f4O2p–1>电荷转移的电子结构。|Nd3d5/254f4O2p–1>电荷转移的电子结构会引入空穴,从而恶化InNdO TFT器件的负偏压稳定性。针对InNdO TFT器件负偏压稳定性较差的问题,本文开发了一种La掺杂In2O3的三元In-La-O氧化物材料体系,并比较La元素和Nd元素掺杂对器件的影响。与Nd元素相比,La元素与氧的结合键能更强,更有利于调控薄膜体内的载流子浓度,且La3+离子半径与In3+离子半径接近,能导致更少的晶格失配缺陷。另外,由于La和Nd元素的4f能级�

关 键 词： 薄膜晶体管 金属氧化物半导体材料 铟钕氧 铟镧氧 高迁移率 高稳定性

领　　域： []