室温下溅射法制备高迁移率氧化锌薄膜晶体管.pdf

第３８卷　 第７期 发　 光　 学　 报 Ｖｏｌ３８ Ｎｏ７ ２０１７年７月 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ Ｊｕｌｙꎬ２０１７ 文章编号:１０００￣７０３２(２０１７)０７￣０９１７￣０６ 室温下溅射法制备高迁移率氧化锌薄膜晶体管 １ꎬ２ ∗ １ １ 刘玉荣 ꎬ黄　 荷 ꎬ刘　 杰 (１. 华南理工大学　 电子与信息学院ꎬ广东 广州　 ５１０６４０ꎻ ２. 华南理工大学　 广东省短距离无线探测与通信重点实验室ꎬ广东 广州　 ５１０６４０) 摘要:为降低氧化锌薄膜晶体管(ＺｎＯＴＦＴ)的工作电压ꎬ提高迁移率ꎬ采用磁控溅射法在氧化铟锡(ＩＴＯ)导电玻璃 基底上室温下依次沉积ＮｂＬａＯ栅介质层和ＺｎＯ半导体有源层ꎬ制备出ＺｎＯＴＦＴꎬ对器件的电特性进行了表征ꎮ 该 ＺｎＯＴＦＴ呈现出优异的器件性能:当栅电压为５Ｖ、漏源电压为１０Ｖ时ꎬ器件的饱和漏电流高达２.２ｍＡꎻ有效场效应 ２ 饱和迁移率高达１０７ ｃｍ/ (Ｖ ｓ)ꎬ是目前所报道的室温下溅射法制备ＺｎＯＴＦＴ 的最高值ꎬ亚阈值摆幅为０.２８ Ｖ/ ７ ｄｅｃａｄｅꎬ开关电流比大于１０ ꎮ 利用原子力显微镜(ＡＦＭ)对ＮｂＬａＯ和ＺｎＯ薄膜的表面形貌进行了分析ꎬ分析了器件 的低频噪声特性ꎬ对器件呈现高迁移率、低亚阈值摆幅以及迟滞现象的机理进行了讨论ꎮ 关　 键　 词:薄膜晶体管ꎻ氧化锌ꎻ磁控溅射ꎻ高迁移率 ＋ ＋ 中图分类号:ＴＮ３２１ .５ꎻＯ４７２ .４　 　 　 文献标识码:Ａ　 　 　 ＤＯＩ:１０.３７８８/ ｆｇｘ０９１７ Ｈｉｇｈ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ ＺｎＯ Ｔｈｉｎ￣ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｙ Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ ａｔ Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ １ꎬ２∗ １ １ ＬＩＵ Ｙｕ￣ｒｏｎｇ ꎬＨＵＡＮＧ Ｈｅ ꎬＬＩＵＪｉｅ (１. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＧｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０ꎬＣｈｉｎａꎻ ２. Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＭｏｂｉｌｅ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎬ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＧｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０ꎬＣｈｉｎａ) ∗Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ＡｕｔｈｏｒꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｐｈｌｙｒ＠ｓｃｕｔ.ｅｄｕ.ｃｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ ｔｈｉｎ￣ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ (ＺｎＯＴＦＴ)ꎬＺｎＯＴＦ