金属—氮氧锌薄膜接触特性研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目金属-氮氧锌薄膜接触特性研究学科专业光学工程学号201521050522作者姓名何永阳指导教师陈文彬副教授［＇；Ｉ分类号密级ａｌＵＤＣ学ｋ论又金属－氮氧锌薄膜接触特性研究（题名和副题名）何永阳（作者姓名）指导教师陈文彬ｇｎ繊一电子科技大学成都（姓名、、职称单位名称）申请学位级别硕士学科专业光学工程．．０４论文答辩日期２０１８提交论文日期２０１８．０５学位授

2、予单位和日期电子科技大学２０１８年０６月答辩委员会主席评阅人４ｆｆ￥背注１：注明《国际十进分类法ｕｄｃ》的类号。＇―一—？—————…＇＇一…——―？………一？…，【飞關－■―■＇圆■｜．ＴＨＥＳＴＵＤＹＯＮＣＯＮＴＡＣＴＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳＯＦ－ＭＥＴＡＬＮＩＴＲＯＧＥＮＯＸＹＧＥＮＺＩＮＣＴＨＩＮＦＩＬＭＡＭａｓｔｅｒＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｇｙＤｉｓｃｉｌｉｎｅ：Ｏｔｉｃ

3、ａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｐｇｇＡｕｔｈｏｒ：ＹｏｎａｎＨｅｇｙｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＷｅｎｂｉｎＣｈｅｎｎＳｃｈｏｏｌ：ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ摘要摘要由于透明电子学得到广泛的研究迅速发展起来，使得透明柔性电子器件的研制与应用成为一种新的需求。氮氧锌（ZnON）这种新型薄膜材料有望满足此需求，ZnON薄膜因其载流子迁移率高、光学和电学性能优良、可低温制备、原料丰富等特点成为研究关注的焦点。本文探究不同工艺参数对ZnON薄膜的影响，对不同工艺下制备的ZnON薄膜进行表征。选用Z

4、nON薄膜为半导体材料，制备ZnON肖特基二极管（SBD）和ZnON薄膜晶体管（TFT）。对得到的ZnONSBD和ZnONTFT进行电学特性测试，探究影响器件性能的工艺条件。具体内容分为以下三个部分：首先，采用射频磁控溅射法制备ZnON薄膜。改变氧氮流量比、溅射功率和工作压强等工艺参数，在不同条件下制备ZnON薄膜，测量其透射光谱和方阻。结果表明氧氮流量比容易影响ZnON薄膜的光透过率，随着O2/N2的增加，ZnON薄膜内N元素含量上升，透过率有减小的趋势，降低了禁带宽度。ZnON薄膜透过率和溅射功率的关系是，提高溅射功率，透过率相对下降；与工作压强关系为，增加工作压强，透过率增大。另外，N元

5、素含量的增加可减小ZnON薄膜的方阻。其次，在玻璃衬底上制备Mo/ZnON/Mo平行结构的ZnONSBD。采用磁控溅射法制备ZnON和Mo薄膜，通过光刻和刻蚀工艺形成所需电极图形，完成ZnONSBD的制备。测试了ZnONSBD的电学性能，得到器件的势垒高度为1.03eV，理想因子为1.25，并探究了紫外光和衬底温度对器件的影响。最后，制备ZnONTFT，有源层的选择为ZnON薄膜，源漏电极的选择为Mo金属电极。采用磁控溅射镀膜法制备ZnON和Mo薄膜，通过光刻、刻蚀等工艺后得到ZnONTFT。采用半导体测试仪对不同工艺参数下的ZnONTFT进行测试，得到不同条件下的转移和输出特性曲线，并提取T

6、FT特性参数。从结果数据分析，提高N2流量和溅射功率，ZnONTFT载流子迁移率与开关比有增长的趋势。随着工作压强的减少，迁移率和开关比逐渐提高。得到最佳制备工艺参数为Ar流量15sccm，O2流量1sccm，N2流量80sccm，溅射功率120W，此时载流子迁移率为12.3cm2/Vs，开关比9.4×104，亚阈值摆幅为1.79V/dec，阈值电压为2.67V。关键词：磁控溅射，ZnON薄膜，肖特基势垒，薄膜晶体管IABSTRACTABSTRACTDuetotherapiddevelopmentofextensiveresearchintransparentelectronics,thede

7、velopmentandapplicationoftransparentflexibleelectronicdeviceshasbecomeanewrequirement.ThenewthinfilmmaterialofZnONisexpectedtomeetthisdemand.ZnONthinfilmhasbecomethefocusofresearchduetoitshighcarrierm