双沟道层对氮掺杂非晶氧化铟锌薄膜晶体管的影响

采用射频磁控溅射法, 在热氧化p型硅基片上制备了双沟道层非晶氧化铟锌(a-IZO)和氮掺杂氧化铟锌(a-IZON)薄膜晶体管(TFTs), 并研究了双沟道层对器件电学性能和温度稳定性的影响。研究发现, a-IZO/IZON双沟道层TFTs具有较高的场效应迁移率, 为23.26 cm²/(V•s), 并且其阈值电压相较于单层a-IZO-TFTs正向偏移。这是由于氮掺杂可以减少沟道层中的氧空位, 抑制载流子浓度, 使器件具有更好的阈值电压。而a-IZO层避免了由于氮掺杂导致的场效应迁移率和开态电流的下降, 提升了器件的电流开关比。从298 K至423 K的器件转移特性曲线中发现, 双沟道层器件相较于单沟道层器件的温度稳定性更佳, 这可归因于a-IZON层的保护作用。氮掺杂可以减少氧在背沟道层表面的吸收/解吸反应, 改善器件的稳定性。     

非晶铟锌钨氧化物薄膜晶体管的电学性能和稳定性研究

采用射频磁控溅射法制备了非晶铟锌钨氧化物(a-IZWO)薄膜和以此半导体薄膜为沟道层的薄膜晶体管。研究了沟道宽长比和退火时间对器件电学性能的影响。结果表明,沟道宽长比为400μm:400μm的器件经过120min 200℃空气退火后其电学性能达到最佳,场效应迁移率达到7.29 cm²/Vs,阈值电压为-2.86 V,电流开关比超过10⁷,亚阈值摆幅低至0.13 V/decade。偏压稳定性测试结果证实了器件的偏压稳定性主要受到沟道层缺陷、背沟道表面氧离子和H₂O⁺离子吸附等因素的影响。随着器件沟道宽长比不断增大,退火时间不断延长,器件受到这些因素的影响变小,稳定性越来越好。     

非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管电学性能研究

非晶态氧化物半导体材料因其优良的性能而发展迅速,而非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管(a-IGZO TFT)更是凭借其电学特性的优良以及高可见光透过率而成为研究的热点。本文综述了a-IGZO TFT与非晶硅TFT(a-Si∶H)在载流子迁移率、亚阈值摆幅等电学特性方面产生较大差异的原因,并且探究了a-IGZO TFT的沟道宽度对其电学性能的影响。     

非晶铟锌钨氧化物薄膜晶体管的电学性能和稳定性研究北大核心CSCD

采用射频磁控溅射法制备了非晶铟锌钨氧化物(a-IZWO)薄膜和以此半导体薄膜为沟道层的薄膜晶体管。研究了沟道宽长比和退火时间对器件电学性能的影响。结果表明,沟道宽长比为400μm:400μm的器件经过120min200℃空气退火后其电学性能达到最佳,场效应迁移率达到7.29 cm^2/Vs,阈值电压为-2.86 V,电流开关比超过10~7,亚阈值摆幅低至0.13 V/decade。偏压稳定性测试结果证实了器件的偏压稳定性主要受到沟道层缺陷、背沟道表面氧离子和H_2O^+离子吸附等因素的影响。随着器件沟道宽长比不断增大,退火时间不断延长,器件受到这些因素的影响变小,稳定性越来越好。     

SiN_x介质层非晶IGZO薄膜晶体管的光照稳定性研究

通过对比电特性曲线、阈值电压、亚阈值摆幅等参数的变化趋势,深入分析了低温真空制备的Si Nx介质层非晶铟镓锌氧(a-IGZO)薄膜晶体管(TFT)在光照下的稳定性机理。实验结果表明,器件在光照下的稳定性良好。但如果在施加偏压的过程中同时进行光照,则会伴随有不同程度的电性曲线偏移,具体表现为对正偏压效果的抑制作用和对负偏压效果的促进作用。结合光照在器件的恢复过程中的影响综合分析后认为,光照的主要作用体现在光子对电子空穴对的激发,以及为电子提供能量增加越过势垒的几率。单一的光照影响有限,但在光照与偏压的共同作用下,往往会引起显著的电学性能变化,变化结果符合charge-trapping模型。     

氮掺杂氟化非晶碳薄膜光学性质的研究

用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法制备氮掺杂氟化非晶碳(a-C:F:N)薄膜.用紫外-可见分光光谱仪、椭偏仪、傅立叶变换红外光谱仪对薄膜进行了检测.结果表明:随源气体中氮气含量的增加,光学带隙先减小后升高,折射率变化情况与之相反.在其它条件相同的情况下,升高沉积温度使得薄膜的光学带隙和折射率降低.光学带隙的大小与sp2键含量密切相关,sp2键浓度越大,薄膜的光学带隙越小.     

直流反应磁控溅射制备非晶掺锌氧化铟沟道层薄膜

采用直流反应磁控溅射In/Zn合金靶材在室温下制备了非晶掺锌氧化铟(a-IZO)薄膜,作为沟道层应用于氧化物薄膜晶体管。通过在沉积过程中适当调节氧气压强,制备的a-IZO薄膜的电阻率可具有10-3～106Ω.cm即109倍的变化范围。在氧气压强Po2=5×10-2Pa制备的薄膜,其可见光范围平均透射率大于85%。试制了基于a-IZO薄膜沟道层的顶栅结构的氧化物薄膜晶体管。测试表明该薄膜晶体管工作在n型沟道增强模式,场效应迁移率为4.25 cm2V-1s-1,电流开关比约为103。实验结果预示a-IZO薄膜在TFT-LCD和AMOLED等平板显示领域具有应用前景。     

柔性非晶InGaZnO薄膜晶体管栅绝缘层的研究

采用磁控溅射方法, 在聚酰亚胺薄膜上室温制备了非晶铟镓锌氧 (a-IGZO) 柔性薄膜晶体管 (TFT) 。其中, 栅绝缘层选择了不同厚度比例的氧化硅 (SiO_x) 与氧化坦 (TaO_x) 薄膜的搭配, 对比研究了不同栅绝缘层结构的薄膜特性以及所对应的柔性TFT器件的操作特性和偏压稳定性。实验结果表明, TaO_x的成膜速率明显高于SiO_x;随着TaO_x所占比例的增加, 栅绝缘层表面粗糙度降低, 介电常数显著提高。以300nm厚TaO_x搭配300nm厚SiO_x为例, 栅绝缘层相对介电常数可以达到10, 对应的a-IGZOTFT表现出了更高的的开态电流和更低的阈值电压, 但是器件漏电流略有增加, 正偏压稳定性也会有所下降。     

对氧化铟掺杂SnCoNb压敏电阻性能的研究

通过实验对三氧化二铟掺杂的SnO2·Co2O3·Nb2O5压敏电阻的性能进行了研究。所用样品是在1350℃下烧结1h而制成的。实验发现所有样品都具有很高的致密度(相对密度不小于97.6%),这主要是由于Co2O3影响陶瓷的烧结过程造成的。当In2O3掺杂量为0.05mol%时,压敏电阻具有最高的非线性系数(α=19.3)。随着In2O3掺杂量的从0.00mol%增加至0.10mol%,非线性电场强度从213V/mm增加至815V/mm,而平均晶粒尺寸从6.6μm减小至4.9μm,非线性电场的增加与平均晶粒尺寸的减小密切相关;样品的相对介电常数也从2307减小至153,这归因于平均晶粒尺寸与势垒厚度比的减小。     

快速热处理方法对铟镓锌氧化物薄膜晶体管特性的改善

为了达到在短时间内提高铟镓锌氧化物薄膜晶体管(a-IGZO TFT)性能的目,本文提出了一种快速热处理(RTP)的后处理方法,并对其升温时间进行研究。实验结果表明RTP工艺能够在短时间内实现a-IGZO薄膜内部的缺陷复合与断键重连,提升a-IGZO薄膜质量,从而提高a-IGZO TFT的器件性能。基于RTP工艺的a-IGZO TFT获得了良好的电学特性,其阈值电压与亚阈值摆幅低至0.2 V与0.31 V·decade^-1,与未退火的a-IGZO TFT相比分别降低了67%与77%;其载流子迁移率与开关电流比高达8.7 cm²/Vs与7.8×10⁶,与未退火样品相比分别提升了171%与1.1×10³倍。与此同时,RTP的处理时间仅需不到5 min,大幅度缩短了a-IGZO TFT所需的后处理时间。     

研究揭示有机薄膜晶体管稳定性机理

正复旦大学信息科学与工程学院副教授仇志军与教授刘冉领导的团队,在揭示有机薄膜晶体管性能稳定性机制上取得突破性进展,提出一种水氧电化学反应与有机薄膜载流子相互作用的统一理论模型,这有望加速柔性电子领域的大规模应用。相关论文近日在《自然通讯》上发表。     

铟镓锌氧化物薄膜晶体管制备及性能研究

为了实现高质量刻蚀阻挡型InGaZnO薄膜晶体管(IGZOTFT)器件,研究了IGZO TFT关键制备工艺,其中重点探讨了IGZO成膜氧分压、退火工艺、IGZO成膜均一性对于IGZO TFT电学特性的影响。通过优化成膜和退火工艺在G6玻璃基板上制作的IGZOTFT器件,阈值电压0.72 V,亚阈值摆幅0.2 V/dec,迁移率9.57 cm~2/V·s,Ion/Ioff10~8,IGZO TFT大基板阈值电压均一性最大偏差小于2 V。最后进行了IGZO TFT长期稳定性测试以及正负偏压应力测试,结果表明IGZO TFT器件经过长时间空气暴露会导致特性劣化,负向偏压应力劣化较为明显。所制备的刻蚀阻挡型IGZO TFT器件可以满足高质量液晶显示的要求。     

快速热处理方法对铟镓锌氧化物薄膜晶体管特性的改善北大核心CSCD

为了达到在短时间内提高铟镓锌氧化物薄膜晶体管(a-IGZO TFT)性能的目,本文提出了一种快速热处理(RTP)的后处理方法,并对其升温时间进行研究。实验结果表明RTP工艺能够在短时间内实现a-IGZO薄膜内部的缺陷复合与断键重连,提升a-IGZO薄膜质量,从而提高a-IGZO TFT的器件性能。基于RTP工艺的a-IGZO TFT获得了良好的电学特性,其阈值电压与亚阈值摆幅低至0.2 V与0.31 V·decade-1,与未退火的a-IGZO TFT相比分别降低了67%与77%;其载流子迁移率与开关电流比高达8.7 cm2/Vs与7.8×106,与未退火样品相比分别提升了171%与1.1×103倍。与此同时,RTP的处理时间仅需不到5 min,大幅度缩短了a-IGZO TFT所需的后处理时间。     

JFET器件精确掺杂控制技术研究

对于JFET器件而言,沟道和顶栅是JFET器件的核心,其结构和掺杂分布将决定器件的击穿电压、夹断电压、漏极饱和电流、跨导和ft等关键参数。通过对JFET器件沟道和顶栅形成过程中,其精确掺杂控制技术的研究,实现高性能JFET器件的结构要求:即器件的顶栅结深约为100nm,顶栅的浓度比沟道德浓度高一到两个数量级。     

锡掺杂的氧化铟纳米粉体的表面修饰与改性

为了提高锡掺杂的氧化铟纳米粉体在有机单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)中的分散效果,采用球磨、辅助超声等方法,选用PEG4000、KH570、油酸和十八醇等作为分散剂,对纳米粉体进行表面修饰和改性.研究了分散剂种类、添加量及球磨时间对纳米粉体分散稳定性的影响.找出了在MMA单体中分散最好的纳米粉体改性工艺条件:以乙二醇为分散介质、锡掺杂氧化铟纳米粉体摩尔分数为0.1%的KH570和0.016%的一缩二乙二醇为分散剂,球磨10 h,辅助超声30 min,红外干燥.采用高分辨透射电镜(HRTEM)和红外光谱(FT-IR)等对其结构和包裹性能进行了表征,结果显示粉体粒径约为50 nm,表面被无定形分散剂所包裹,颗粒之间无明显团聚现象,分散性好.     

锌掺杂TiO_2光催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备了锌掺杂TiO2粉体(Zn-TiO2),采用XRD、TEM、UV-Vis、PL等方法对其进行表征和分析。结果表明,Zn掺杂降低了TiO2的相转变温度,拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验表明,n(Zn)∶n(Ti)=0.045,400℃烧结的Zn-TiO2粉体具有最佳光催化性能,在普通日光灯下对亚甲基蓝的降解率达95.77%,明显优于德国Degussa公司生产的P25纯TiO2光催化剂对亚甲基蓝的降解率44.95%。     

硼掺杂四面体非晶碳薄膜的光学特性研究

采用过滤阴极真空电弧技术制备了不同硼含量的掺杂四面体非晶碳薄膜(ta-C:B)。使用椭偏仪和紫外-可见光分度计测试了薄膜的折射率、消光系数、透过率和反射率。结果表明,硼含量小于2.13%时,硼含量增加,薄膜折射率缓慢增大;消光系数基本保持不变。当硼含量继续增加到3.51%和6.04%时,折射率分别迅速增加至2.65和2.71,相应的消光系数增大至0.092和0.154;而薄膜的光学带隙从2.29eV缓慢减小至1.97eV,后又迅速降至1.27eV。同时ta-C:B膜的透过率逐渐减小,反射率逐渐增大,表明硼的掺入降低了薄膜的透光性能。ta-C:B膜光学性能的变化,除了与sp3杂化碳的含量有关外,还取决于薄膜中sp2杂化碳的空间分布特点。     

有机电致发光器件中染料掺杂类型的研究

采用对主体材料8-hydroxyquinoline aluminum（Alq3）掺杂的方法,通过对3种小分子荧光染料Dimetb-ylquinacridone（DMQA）、4-（Dicyanomethylene）-2-t-butyl-6-（1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl）-4H-pyran（DCJTB）、5,6,1l,12-tetraphenylnaphthacene（Rubrene）的研究,比较了其光致发光光谱和吸收光谱,利用Rorster能量传递（ET）理论和直接载流子俘获（DCT）理论对这3种材料作为掺杂染料的类型进行了讨论。研究表明,3种荧光染料同时具有F6rsterET类型和DCT类型掺杂剂的性质,并不只是一种单一类型的掺杂染料,由此推测大多数掺杂染料可能应同时属于此两种类型。     

溅射气压对铟锡锌氧化物薄膜晶体管性能的影响

利用射频磁控溅射技术,在不同溅射气压下制备了铟锡锌氧化物薄膜晶体管(ITZO TFT),分析了ITZO TFT电学性能随气压的变化规律。研究结果表明:非晶ITZO TFT的工作模式均为耗尽型;随着气压的增大,亚阈值摆幅及阈值电压先减小后增大、场效应迁移率逐渐减小,这是由载流子浓度和界面缺陷密度两方面因素共同决定的。溅射气压为0.4 Pa时,ITZO TFT综合性能最好,场效应迁移率高达24.32 cm~2/V·s,亚阈值摆幅为1.10 V/decade,电流开关比达到10~6。此外,ITZO有源层在可见光范围内的平均透过率超过80%,光学带隙值在3.2~3.4 eV之间,随气压的升高先减小后增大。     

基于锌离子掺杂的锌-聚苯胺二次电池的研究

采用锌离子掺杂技术制备的聚苯胺粉末作为锌,聚苯胺二次电池的电极材料。实验发现，电极材料的导电性能与掺杂比例紧密关联。通过筛选，选用氯化锌／苯胺摩尔比为0.3的电极材料能够有效提高电池的耐循环性能。