Al2O3钝化层对a-IGZO薄膜晶体管电性能的增强机制研究

采用空心阴极增强脉冲激光沉积技术(HC-PLD)在室温制备高质量的Al₂O₃薄膜，作为非晶铟镓锌氧(a-IGZO)TFT器件的钝化层，显著增强了Al₂O₃/a-IGZO TFT器件的亚阈值特性，其原因在于空心阴极引入的氧等离子体抑制了Al₂O₃/a-IGZO界面处氧空位的形成。进一步研究发现，针对a-IGZO薄膜的180℃退火处理有利于消除弱结合氧并抑制深能级缺陷，提高载流子迁移率并降低阈值电压漂移；而针对Al₂O₃/a-IGZO TFT器件进行100℃退火处理有助于消除其界面附近的氧空位，降低载流子浓度，改善亚阈值特性。结合2步退火工艺所制备的Al₂O₃/a-IGZO TFT器件迁移率高达22.8 cm²·V^-1·s^-1，亚阈值摆幅为0.6 V·decade^-1，综合电性能优异。