氧化物薄膜晶體管

氧化物薄膜晶體管

—氧化鋅錫〔ZnSnO)

姓名：lys

專業(yè)：

凝聚態(tài)物理引言用氧化物制作薄膜晶體管近年來備受關(guān)注，它們有著高的遷移率和透過率。?傳統(tǒng)的非晶硅遷移率較低，光敏性強。?多晶硅薄膜晶體管工藝復(fù)雜。?有機薄膜晶體管又難以克服低壽命，低遷移率的弱點。本實驗采用磁控濺射法生長氧化鋅錫的合金薄膜來作為有源層，用SiO2作為柵絕緣薄膜，研制了薄膜晶體管，我們從工業(yè)化生產(chǎn)TFT的要求出發(fā)，采用ITO玻璃基片和低溫退火工藝，得到了高場效應(yīng)遷移率的ZnSnO-TFT.?樣品制備我們采用底柵式TFT工藝?樣品制備底柵式分為4個步驟：

?光刻ITO柵電極?光刻氧化硅絕緣層?光刻有緣層?剝離In2O3電極?分析測試溝道層薄膜材料物理特性表征測試方法有多種：我們采用了5種方法來對樣品進行表征?掃描電鏡測試〔SEM〕?X射線衍射〔XRD)?光致發(fā)光譜〔PL)?ZnSnO電學(xué)特性測試?有緣層I-V特性曲線測試?分析測試掃描電子顯微鏡〔SEM〕原理掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當(dāng)一束高能的人射電子轟擊物質(zhì)外表時，被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征X射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時，也可產(chǎn)生電子-空穴對、晶格振動(聲子)、電子振蕩(等離子體)。SEM的工作原理是用一束極細(xì)的電子束掃描樣品，在樣品外表激發(fā)出次級電子，次級電子的多少與電子束入射角有關(guān)，也就是說與樣品的外表結(jié)構(gòu)有關(guān)，次級電子由探測體收集，并在那里被閃爍器轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺俳?jīng)光電倍增管和放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杹砜刂茻晒馄辽想娮邮膹姸?，顯示出與電子束同步的掃描圖像。圖像為立體形象，反映了樣品的外表結(jié)構(gòu)。有緣層ZnSnO外表形貌〔SEM〕?分析測試X射線衍射〔XRD〕原理X射線是一種波長很短〔約為20～0.06?〕的電磁波，能穿透一定厚度的物質(zhì)，并能使熒光物質(zhì)發(fā)光、照相乳膠感光、氣體電離。在用電子束轟擊金屬“靶〞產(chǎn)生的X射線中,包含與靶中各種元素對應(yīng)的具有特定波長的X射線，稱為特征〔或標(biāo)識〕X射線。考慮到X射線的波長和晶體內(nèi)部原子間的距離〔10-8cm〕相近，1912年德國物理學(xué)家勞厄〔M.vonLaue〕提出一個重要的科學(xué)預(yù)見：晶體可以作為X射線的空間衍射光柵，即當(dāng)一束X射線通過晶體時將發(fā)生衍射，衍射波疊加的結(jié)果使射線的強度在某些方向上加強，在其他方向上減弱。分析在照相底片上得到的衍射把戲，便可確定晶體結(jié)構(gòu)。

XRD圖像?分析測試光致發(fā)光(PL譜測試原理〕根本原理：由于半導(dǎo)體材料對能量高于其吸收限的光子有很強的吸收，吸收系數(shù)通常超過104cm-1因此在材料外表約1um厚的外表層內(nèi)，由本征吸收產(chǎn)生了大量的額外電子-空穴對，使樣品處于非平衡態(tài)。這些額外載流子對一邊向體內(nèi)擴散，一邊都能通過各種可能復(fù)合的機構(gòu)復(fù)合。其中，有的復(fù)合過程只發(fā)射聲子，有的復(fù)合過程只發(fā)生光子或即發(fā)射光子也發(fā)射聲子。測量半導(dǎo)體材料的光致發(fā)光譜的根本方法是用激發(fā)光源產(chǎn)生能量大于被測材料的禁帶寬度Eg,且電流密度足夠高的光子流去入射被測樣品，同時用光探測器接受并識別被測樣品發(fā)射出來的光。PL譜?分析測試電學(xué)性質(zhì)測量主要進行霍爾效應(yīng)的測量。把通有電流的半導(dǎo)體放在均勻磁場中，設(shè)電場沿x方向，電場強度為；磁場方向和電場垂直，沿z方向，磁感應(yīng)強度為，那么在垂直于電場和磁場的+y或-y方向?qū)a(chǎn)生一個橫向電場，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。n型和p型半導(dǎo)體的載流子不同，故霍爾系數(shù)的符號是相反的。同時利用霍爾效應(yīng)測量遷移率和載流子濃度。

輸出特性曲