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1、h全氧化锌纳米线结构的TFT和场发射器件研究#陶治，雷威，李驰，刘向**510（东南大学电子科学与工程学院,南京210000）摘要：本文论述了采用水热法生长的氧化锌纳米线作为有源层置于二氧化硅/N型掺杂硅衬底上的薄膜晶体管，在驱动三级栅网结构的场发射器件(FED)上的研究，场发射器件利用氧化锌纳米线作为发射端。经实验发现，以氧化锌纳米线作为有源层的薄膜晶体管（TFT）能在较低的栅电压（2.0~3.5V）下工作；并且，该晶体管对具有栅电压较高的（约为75V）的场发射器件进行调制；工作电流约为86uA。尽管通过薄膜晶体管驱动的有源场发射器件（AM-FED）
2、仍然需要进一步的研究，但是这项工作启发了新的对真空微电子器件的认知。关键词：薄膜晶体管；有源场发射器件；氧化锌纳米线中图分类号：TN321.515AllZNOnanowiresbasedthin-filmtransistorandactivefield-emissiondevicesTAOZhi,LEIWei,LIChi,LIUXiang(SchoolofElectronicscience&Engineering,SoutheastUniversity,Nanjing210000)20253035Abstract:ItisreportedthatAtra
3、nsistorutilizingtheZNOnanowires(NWs)astheactivelayerisappliedfordrivingactivetriodestructuregatedFieldemissiondevice(FED)andtheemitterismadewithZNOnanowires.WithaquitelowTFT(thinfilmtransistor)gatevoltage(2.0~3.5v)control,thetransistorcanmodulatetherelativelyhighFEDgatevoltage(~75
4、v)andprovidetheworkingemissioncurrent(~86uA).ThoughtheapplicationofAM-FEDdrivingbyTFTstillneedssomeendeavors,thisworkwillbroadenanewresearchingthoughttorealizethisactivevacuummicro-electronicdevice。Keywords:thin-filmtransistor;active-matrixfieldemissiondevice;ZNOnanowires0引言薄膜晶体管（
5、ThinFilmTransistor,TFT）从产生到现如今的大范围运用已经有了几十年的时间。最初的晶体管仅仅是由于其开关特性被运用于电子线路中，随着液晶平板电视的大规模发展，TFT器件被发现能够提供足够大的开关电流比来控制液晶显示的像素灰阶而得到了巨大的发展。目前，随着新一代显示技术有机发光二极管（OLED）的大规模工业化，TFT由于其在有源驱动液晶方面的突出性能，成为AM-OLED平板显示器件的核心部件。当前，以非晶硅薄膜晶体管（α-SiTFT）,多晶硅薄膜晶体管（p-SiTFT）为代表的TFT技术较为成熟。但是非晶硅薄膜晶体管迁移率低，光敏性强，多晶
6、硅薄膜晶体管制备复杂，成本高，都限制了薄膜晶体管的进一步运用[1,2]。最近几年的研究发现，金属氧化物作为有源层的薄膜晶体管在迁移率，阈值电压，开关比以及光透过率等方面都表现出了优异的性能，尤其是ZNO薄膜作为有源层，通过磁控溅基金项目：博士点基金（20100092110015）作者简介：陶治(1988-),男,汉族,东南大学博士研究生,主要研究方向用于驱动QLED的薄膜晶体管方向的研究通信联系人：雷威(1967-),男,汉族,东南大学电子科学与工程学院教授,博士生导师,主要研究方向为显示器件的研究和设计.E-mail:lw@seu.edu.cn-1-h
7、40455055射控制参数的研究引起了巨大的关注。在将TFT应用到场发射器件中时（fieldemissiondevices,FED），我们发现继续使用二级场发射结构不利于TFT控制，于是我们添加了栅阴极结构，相比于二级结构，我们能通过更小的电压（~75V）控制场发射器件[3-5]。但是，ZNO薄膜的不稳定性，开关电流比，阈值电压方面无法满足场发射器件的需求。碳纳米管在TFT上的研究，启发了我们采用纳米结构的氧化锌作为沟道有源层，进一步使用氧化锌提升薄膜晶体管性能，并提供了新的前景[6-8]。1实验根据实验目标，将要制作的有源器场发射器件（AM-FED），
8、并利用TFT进行控制。这个时候，系统采用的是电流驱动的模式，而此种
