磁控溅射法制备复合绝缘层的薄膜晶体管

研究了磁控溅射法制备的复合绝缘层结构的有机薄膜晶体管.该器件是以酞菁铜(CuPc)作为有源层,SiO2/Si3N4/SiO2复合绝缘层和单层SiO2为绝缘层来进行对比研究的.结果显示与单层SiO2绝缘层的器件相比,具有复合绝缘层的器件结构能有效改进有机薄膜晶体管的性能.同时发现,不同厚度的SiO2/Si3N4/SiO2复合绝缘层对晶体管的性能也有影响,绝缘层太厚,感应电流小;绝缘层太薄,器件容易被击穿.     

氧分压对磁控溅射制备IGZO薄膜光电特性的影响

通过磁控溅射技术在玻璃基板上制备氧化铟镓锌(IGZO)薄膜,为了研究不同氧分压对IGZO薄膜结构及光电特性的影响,在不同的氧分压0,0.015,0.06和0.24 Pa下制备了不同样品。样品的沉积速率、成分结构、面电阻及光电性质分别用椭偏仪、X射线光电子能谱(XPS)和四点探针等方法进行了测量。实验结果表明,随着氧分压的增大,IGZO薄膜的沉积速率呈下降趋势,不同氧分压的IGZO薄膜的元素比例(In∶Ga∶Zn)差异不大,在可见光的范围内其氧分压为0 Pa以上时,IGZO薄膜平均透过率均超过80%,阻值随氧分压的增加而增大。制作了不同氧分压以IGZO为沟道层的薄膜晶体管,其迁移率为5.93~9.42 cm2·V-1·s-1,阈值电压为3.8~9.2 V。     

ZnO薄膜的射频磁控溅射制备及性能研究

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出高质量的ZnO薄膜.对薄膜的结构和性能进行了研究.所制备的ZnO是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,最佳择优取向为(002)方向.ZnO薄膜的霍尔迁移率和载流子浓度分别为8×104m2/(V·s)和11.3×1020 cm-3.     

RF磁控溅射法原位制备C轴择优取向ZnO薄膜

采用RF磁控溅射法在玻璃衬底上原位低温生长ZnO薄膜.生长出的薄膜对可见光具有高于90%的透射率,该薄膜具有良好的C轴取向.利用X射线衍射(XRD)的测试结果,分析了溅射工艺条件如衬底温度、氩氧比和溅射气压等对薄膜性能的影响,得到最佳的生长工艺条件为:衬底温度300 ℃,溅射气压1 Pa,氩氧比为25 sccm∶15 sccm.在此条件下生长的ZnO薄膜具有良好的C轴择优取向,并且薄膜的结晶性能良好.采用这种方法制备的ZnO薄膜适合用于制备平板显示器的透明薄膜晶体管和太阳电池的透明导电电极.     

磁控溅射和热氧化法制备ZnO纳米颗粒

利用射频磁控共溅射技术在Si(111)衬底上沉积金属锌／二氧化硅基质(Zn/SiO2)复合薄膜。在空气中600℃退火60min，从SiO2基质中析出的金属Zn被空气中O2氧化生成了ZnO纳米颗粒，并形成了SiO2多孔网络结构。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)对样品的组成、结构、表面形貌及发光特性进行了分析。结果表明，生成的ZnO纳米颗粒为六角纤锌矿结构，呈近椭圆形，平均尺寸在65nm左右。在280nm光激发下，有较强的370nm近带边激子跃迁紫外光发射和峰位在460nm处较弱的蓝色发光。     

射频磁控溅射制备声表面波器件用ZnO薄膜

研究了采用射频磁控溅射法在SiO2/Si衬底上制备ZnO薄膜工艺中溅射功率、氧氩比(V(O2)/V(Ar))及衬底温度对ZnO薄膜结构的影响。利用X-射线衍射(XRD)和扫描力显微镜(AFM)对薄膜进行结构性能分析,表明其结构性能随工艺参数变化的规律。利用优化的工艺条件:射频功率60 W、V(O2)/V(Ar)为0.55和衬底温度350℃,在DLC/Si衬底上制备了ZnO薄膜,制作加工成声表面波滤波器件,测试分析了频率响应特性,中心频率为596.5 MHz。     

表面修饰制备高性能薄膜晶体管

应用聚苯乙烯/氯硅烷复合材料作为栅绝缘层的界面修饰层制备了高性能的并五苯场效应晶体管。原子力显微镜观察发现,界面修饰对并五苯半导体薄膜的生长形貌产生了很大影响。在空白二氧化硅上沉积的并五苯晶粒尺寸都小于150nm,而在修饰过后二氧化硅的表面生长的并五苯晶粒尺寸多在200~400nm。大的晶粒尺寸能够减小晶粒间的界面,从而有效提高电学性能。表面改性的并五苯场效应晶体管的关态电流约为10^-10A,电流的开关比超过10⁶,最大场效应迁移率约可达1.23cm²·V^-1·s^-1,而未处理的晶体管的场效应迁移率仅有0.0118cm²·V^-1·s^-1。     

中频脉冲磁控溅射制备ZnO:Al透明导电薄膜

采用中频磁控溅射工艺,以2%的Al掺杂的Zn(纯度99.99%)金属材料为靶材制备平面及绒面透明导电ZnO:Al(ZAO)薄膜,系统研究了衬底温度、工作气压和溅射功率等对平面ZAO结构和光电特性的影响,并对湿法腐蚀制备绒面ZAO薄膜进行了介绍。获得了适合太阳电池的高性能薄膜,其电阻率为4.6×10-4Ω·cm,载流子浓度为4.9×1020cm-3,霍尔迁移率为56cm2/V·s,可见光范围内(400~800nm)的平均透过率大于85%。     

L-MBE法制备以ZnO为沟道层的薄膜晶体管

采用激光分子束外延法(L-MBE)在SiNx/Si(111)衬底上制备了高质量的ZnO薄膜,用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对薄膜的晶体结构、表面形貌进行了表征,结果表明ZnO薄膜有高度的c轴择优取向,薄膜表面平整致密.并以ZnO薄膜为沟道层制作了薄膜晶体管(ZnO-TFT),该晶体管工作在n沟道增强模式,阈值电压为17.5V,电子的场迁移率达到1.05cm2/(V·s).     

Nb/Nd共掺Bi4Ti3O12对ZnO基薄膜晶体管性能的影响

利用化学溶液沉积(CSD)法,在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上成功制备以B3.15Nd0.85Ti3-x NbxO12(BNTNx,x=0.01,0.03,0.05,0.07)薄膜作为栅介质层、以ZnO薄膜作为有源层的铁电薄膜晶体管(ZnO/BNTN铁电TFT)。研究了Nb含量对BNTN薄膜微结构、介电和铁电性能的影响。结果表明,BNTN0.03薄膜的剩余极化(2 Pr)最大(71.4μC/cm2),介电常数最大(370)。测得BNTNx薄膜的居里温度约为410℃,介电损耗(tanδ)约为0.02。ZnO/BNTN铁电TFT相比ZnO/SiO2层TFT,有较好的输出特性和转移特性,其阈值电压、沟道迁移率、存储窗口和开关电流比分别达到了2.5V、5.68cm2/Vs、1.5V和1.8×105。     

多晶硅TFT模型的研究进展

全面介绍了多晶硅薄膜晶体管(TFT)紧凑模型的现状和应用前景,简单说明了多晶硅TFT特有的电学特性,这是多晶硅TFT建模的基础,重点介绍了基于阈值电压和基于表面势的多晶硅TFT紧凑模型的研究进展,并对这些模型进行了评述,其中RPI模型是基于阈值电压的TFT模型的典范.虽然TFT模型已经有所发展,但成熟度还远远不够.最后提出了改进多晶硅TFT模型的方向和策略,包括二维器件模拟的应用、基于表面势模型的发展、多晶硅材料特性的应用、统一模型的发展、短沟效应的建模和参数提取等.     

RF功率对非晶铟镓锌氧薄膜和器件电学特性的影响

The influence of radio frequency(RF) power on the properties of magnetron sputtered amorphous indium gallium zinc oxide(a-IGZO) thin films and the related thin-film transistor(TFT) devices is investigated comprehensively.A series of a-IGZO thin films prepared with magnetron sputtering at various RF powers are examined.The results prove that the deposition rate sensitively depends on RF power.In addition,the carrier concentration increases from 0.91 x 1019 to 2.15 x 1019 cm-3 with the RF power rising from 40 to 80 W,which may account for the corresponding decrease in the resistivity of the a-IGZO thin films.No evident impacts of RF power are observed on the surface roughness,crystalline nature and stoichiometry of the a-IGZO samples.On the other hand,optical transmittance is apparently influenced by RF power where the extracted optical band-gap value increases from 3.48 to 3.56 eV with RF power varying from 40 to 80 W,as is supposed to result from the carrierinduced band-filling effect.The rise in RF power can also affect the performance of a-IGZO TFTs,in particular by increasing the field-effect mobility clearly,which is assumed to be due to the alteration of the extended states in a-IGZO thin films.     

TFT阵列金属电极的制备与性能

采用磁控溅射的方法制备Ｃｒ、Ｔａ、ＡＩ、Ｍｏ、ＭｏＷ等金属薄膜,采用ＸＲＤ、ＳＥＭ四探针法等分析手段分析了薄膜性能。讨论了衬底温度、反应气压、溅射功率、气体流量等因素对薄膜质量的影响,得到了制作ＴＦＴ器件中优质金属电极的工艺参数。     

磁控射频溅射法制备光波导薄膜研究

采用磁控射频溅射法制备了用作光波导器件的玻璃薄膜。通过选取不同的溅射材料,在不同溅射条件下制备的玻璃薄膜的光学参数进行的测量、比较,并对其作为光波导的性能进行研究,通过理论上推导与计算,得出了在１,５５ｕｍ窗口下制备光波导器件的玻璃薄膜所应具备的溅射条件。     

Facile polymer gate dielectric surface-modification for organic thin-film transistors using self-assembled surfactant layer

We demonstrate facile polymer gate dielectric surface-modification method for organic thin-film transistors (OTFTs). We simply introduce self-assembled surfactant layer onto the top surface of poly(4-vinylphenol) (PVP) dielectric by spin coating PVP solution mixed with sodium dodecyl sulfate and tridecafluorohexane-1-sulfonic acid potassium salt as additive agents. The surfactant-modified PVP layer acquires various merits compared to pristine PVP layer in terms of surface smoothness and hydrophobicity, as confirmed by contact angle measurement, atomic force microscopy analyses, grazing incident X-ray diffraction and near-edge X-ray absorption fine structure spectroscopy. The resulting OTFTs with the conventional semiconducting poly(2,5-bis(3-hexadecylthiophen-2-yl)thieno[3,2-b]thiophene) as the active layer and surfactant-modified PVP as the dielectric layer reveal overall ascendency over the OTFT with pristine PVP, especially in terms of operating hysteresis and reliability. The effects of hydrophobicity of surfactants on the surface properties of PVP as well as the OTFT performances are fully discussed in conjunction with various characterization tools.     

低温共烧陶瓷基板的薄膜金属化

就低温共烧陶瓷(LTCC)基板实用化过程中遇到的问题,研究了LTCC基板的薄膜金属化技术;经复合膜系Ti/Ni/Au薄膜金属化的LTCC基板可满足各项技术指标要求,通过考核证明了用此方法制得的基板可靠性高,完全满足使用要求。     

Si衬底上采用溅射Fe/Si纳米多层结构制备β-FeSi2薄膜

采用磁控溅射的方法在Si衬底上生长Fe/Si多层膜,退火后形成了硅化物薄膜。利用X射线衍射(XRD)、Raman光谱、原子力显微镜(AFM)研究了Fe/Si膜厚比和退火温度对薄膜结构特性的影响。研究表明,当Fe/Si膜厚比为1/2,预先在衬底上沉积Fe缓冲层,退火温度为750℃,形成的硅化物为β-FeSi2,晶粒的平均尺寸大约为50nm,且分布得比较均匀。如果Fe/Si厚度比为1/1或3/10时,形成的硅化物为ε-FeSi。随着退火温度的升高,Fe/Si之间的相互扩散逐渐增强,当退火温度为1 000℃时,形成了富硅的二硅化物的高温相α-FeSi2。