氧化物栅介质薄膜晶体管的制备及性能研究

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1、护為游？．ｉｉｉ＾Ｂ＾＾ＷｉＫＡ去种成＊著ＦＣＨＩＮＡＩＣＳＩＥＭＣＥＡＮＤＴＥＣＨＭＯＬＯＧＹＯＵＮＩＴＶＯＰＬ巨ＴＲＯＮＣＩＶ巨ＲＳＥＣ硕±学位论文纖！ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ哲禱！．ｒ．，凤、１：．．＇韻Ｉｆ－ｉ＾论文题目氧化物栅介质薄膜晶体管的制备及性能妍究学科专业光学工程学号２０１３２１０５０５０９化者姓名叶旭指导教师蒋泉副教授Ｋ分类号密级注ＵＤＧ＾学位论文氧化物栅介质薄膜晶体管的制备及性能妍究（题名和副题名）

2、叶旭（作者姓名）指导教师蒋泉副搬电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕±学科专业光学工程提交论文日期２０１６．０４论文答辩日ｍ２０１６．０５学位授予单位和日期电子科技大学２０１６年０６月答辩委员会主席￣？评阅人＾讀Ａｉ於＿气１Ｃ注：注明《国际十进分类法ＵＤ》的类号。THESTUDYOFTHEPREPARATIONANDPROPERTYOFOXIDEGATEDIELECTRICTHINFILMTRANSISTORAMasterThesisSubmittedtoUniversityofEl

3、ectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:OpticalEngineeringAuthor:XuYeAdvisor:QuanJangSchool:SchoolofOptoelectronicInformation独剑牲声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含．为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同王作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明

4、确的说明并表示谢意。作者签名：叫曰船年ｔ月＾曰论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可ｙＡ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师嫁名：再表．－曰期：＞＾年／＾月主曰摘要摘要溶液法制备薄膜晶体管（ThinFilmTransistors，TFTs）相比于传统制备方式的最大优势在于技术简单

5、，具有低成本、简单设备和工艺、成膜均匀和大面积制备等优点而受到了越来越多的关注。本文以基于溶液法制备氧化铝(Al2O3)的薄膜晶体管为研究课题，以获得低电压驱动的高性能器件为目标，重点研究Al2O3绝缘层退火温度对TFT性能的影响，聚合物修饰绝缘层对器件性能的改善以及基于燃烧法低温制备Al2O3薄膜的器件的性能研究。研究内容主要分三部分：1.基于Al2O3绝缘层的TFT器件性能研究。采用高介电常数Al2O3作为绝缘层，研究不同退火温度下的绝缘层对并五苯TFT性能的影响。随着退火温度从150℃增加到350℃，器件性能发生明显变化。绝缘层退火温度为350℃时，器件具有最优性能迁

6、移率高达0.375cm2/(V·s)，开关电流比为5.17×103。器件性能的提升主要归因于高温退火下的绝缘层表面粗糙度低，在其上生长的并五苯结晶度提高和绝缘层/半导体层界面陷阱密度少。2.聚合物修饰绝缘层对器件性能的影响研究。在制备了低电压高性能的器件基础上，利用聚合物低界面极性的特性，研究了聚合物修饰绝缘层对器件的影响。与单Al2O3作为绝缘层的器件相比，结果表明使用PMMA修饰绝缘层后，器件性能得到提升，器件迁移率增加到0.496cm2/(V·s)，电流开关比提高到5.43×104。器件性能提高归因于低介电常数聚合物修饰绝缘层可以优化表面粗糙度和降低界面极性，减少对载

7、流子在传输过程中的束缚，同时降低界面陷阱密度。3.基于燃烧法制备绝缘层的TFT性能研究。通过在溶液中添加燃料，利用燃料在加热过程中放热反应，从而达到降低绝缘层退火温度的目的。在溶液中添加乙酰丙酮和氨水后，绝缘层退火温度降低到180℃。对薄膜进行I-V、C-V和AFM测试，证明燃烧法可以制备出性能良好的薄膜。在此基础上制备的TFT器件迁移率为0.291cm2/(V·s)，电流开关比为8.69×102。基于聚合物修饰可提高器件性能，使用PMMA对绝缘层进行修饰，器件迁移率提高到0.385cm2/(V·s)，电流开关比为