sno2和nio薄膜晶体管的研究

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1、StudyonSn02andNiOthin--filmtransistorsADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByZhaiJunxiaSupervisor：AssociatePorf．ZhangXin’anApril，2014．关于学位论文独创声明和学术诚信承诺本人向河南大学提出硕士学位申请。本人郑重声明

2、：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的，对所研究的课题有新的见解。据我所知，除文中特别加以说明、标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科研机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并袁示了谢意。在此本人郑重承诺：所呈交的学住论文不存在舞弊作伪行为，文责自负。学位申请人(学位论文作者)签名：2014年占月／o日关于学位论文著作权使用授权书本人经河南大学审核批准授予硕士学位。作为学位论文的作者，本

3、人完全了解并同意河南大学有关保留、使用学位论文的要求，即哥南大学存权向国家图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文(纸质文本和电子文本)以供公众检索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校学术发展和进行学术交流等目的，可以采取影印、缩印、扫描和拷贝等复制手段保存、汇编学位论文(纸质文本和电子文本)。(涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书)学位获得者(学位论文作者)签名：201辞年sA5日学位论文指导教师签名：l毯l耳L201辟年6YJ5日摘要当今科技中，薄膜晶体管(TFT)的发展速度快完

4、全超出人们想象，己经在诸多领域得到了广泛的应用。随着现代半导体工艺发展水平的不断提高，制备的薄膜晶体管性能越来越好，组成的显示器件也越来越加完善。目前具有载流子迁移率高、薄膜的均一性好、透明、工艺制各所需温度低、制备制作工艺很简单等诸多优点的透明氧化物半导体薄膜晶体管受到全世界显示器技术研究人员的广大关注。在本文中我们主要研究制备新型氧化物薄膜晶体管(TFT)，喷雾热分解法制备n型Sn02．TFT和射频磁控溅射法制备P型NiO．TFT，为将来实现制备互补型电路的器件做基础。本征Sn02为一种宽带隙半导体材料，在常温

5、下直接带隙范围约为3．6~4_3eV。Sn02本身在可见光区域透过率高、化学物理性能稳定而得到诸多领域的广泛应用。本文我们采用价格低廉、制备工艺简单的喷雾热分解法，用SnCl4·5H20水溶液作为前驱体溶液，在Si02／Si衬底上制备了Sn02薄膜。分析不同退火温度处理对样品结晶结构质量、光学透过率和光学带隙、电学特性的影响。在制备薄膜的基础上，我们制备底栅式Sn02．TFT，分析了退火温度、喷嘴到衬底的距离及喷涂时间对器件电学性能的影响。得到薄膜晶体管器件理想的退火温度为450℃，喷嘴到衬底距离为5cm、喷涂时间

6、为5min。大量的文献证实，化学沉积方法制备的Sn02薄膜含有大量的缺陷和剩余电子，载流子浓度很大，不适于应用到器件沟道层。而本文采用低温溶液热分解法制备得到的SnOz薄膜，载流子浓度得到一定的控制，适用于晶体管器件沟道层。制备得到Sn02．TFT输出特性曲线表现良好的饱和性，饱和区的迁移率为0．37cm2V’1s‘1，阈值电压为．2V，开关电流比为106，亚阈值摆幅为2V／dec。与此同时，我们测得器件的栅极漏电流与开态电流之间相差6个数量级，保证了器件不受栅极漏电流的影响。我们研究了可见光对器件电学性质的影响，

7、输出特性几乎没有影响，表明透明电子器件的应用前景。NiO是一种直接宽禁带半导体材料，禁带宽度为3．5～3．9eV。本实验采用射频磁控溅射方式，利用NiO陶瓷靶，在衬底Si02／Si上成功制各了NiO薄膜，分析了不同氧氩比、溅射功率对NiO薄膜结晶结构质量、光学透过率光学带隙、电学特性的影响。同时结合金属掩膜制备了薄膜晶体管器件，测试输出曲线可以看出，具有一定的P型晶体管的场效应特性。关键字：薄膜晶体管；Sn02；NiO；热分解；磁控溅射；IIABSTRACTFunctionaloxidematerialscurre

8、ntlyrepresentakeychallengefortechnologicaldevelopmentofnextgenerationflexibleelectronics．Metaloxidesemiconductorbasedthinfilmtransistors(耵佩)areapromisingtechnologyforapplicationinl