导　　师： 兰林锋

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 近年来,有源矩阵发光二极管(AMOLED)在显示中大放异彩,在诸多薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)材料中,金属氧化物(Metal Oxide)由于具有较高的迁移率,而且因均一性好、可见光透明、稳定性好和工艺温度低等优点而备受关注。然而随着显示技术的不断发展,对驱动迁移率的要求越来越高,现有的材料迁移率已不能满足这一技术要求,这就需要我们开发出高迁移率的TFT材料或器件结构。本文采用的有源层材料为铟锌氧(Indium Zinc Oxide,IZO),为了提高迁移率,我们通过改变铟(In)的含量制备出双层的IZO有源层(HIZO/LIZO),其中HIZO为高铟层,LIZO为低铟层,形成了HIZO/LIZO异质结结构。我们分别研究了HIZO薄膜和LIZO薄膜的光学特性以及电学特性,不论是HIZO还是LIZO薄膜,在350℃退火条件下依然处于非晶态。随着薄膜厚度变薄,薄膜展示出了更高的透过率并伴随着蓝移,意味着光学带隙的拓宽,在相同膜厚的情况下HIZO的带隙比LIZO宽。通过UPS和开尔文发现薄膜厚度减小导致E下降,说明载流子浓度随着薄膜的厚度减小而减小,并且还发现HIZO比LIZO的E大。此外通过XPS测试得出HIZO的氧空位高于LIZO,说明HIZO薄膜有着更高的载流子浓度,意味着HIZO TFT有更高的迁移率。本论文制备了HIZO、LIZO和heterojunction HIZO/LIZO三种TFTs,发现heterojunction TFT的迁移率远高于另外2种TFTs。通过C-V测试发现heterojunction TFT的载流子浓度更高,并且通过电导-有源层膜厚曲线发现heterojunction TFT中出现了2个峰,证明heterojunction TFT具有双层导电沟道,导致迁移率增大。在低温测试过程中输出转移特性正常,即使在4.2 K的温度下器件的性能也很优异,从低温回到室温条件下的性能和初始性能几乎没变,说明器件的变温稳定性较好。

关 键 词： 薄膜晶体管 金属氧化物 铟锌氧 异质结 高迁移率

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