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采用溅射法制备的In-Al-Zn-O沟道及不同源/漏电极的高性能薄膜晶体管

DOI:10.1109/LED.2018.2890280 期刊:IEEE Electron Device Letters 出版年份:2019 更新时间:2025-09-23 15:23:52
摘要: 基于溅射制备的In-Al-Zn-O(IAZO)沟道层的高性能薄膜晶体管(TFTs)展现出优异光电特性,其结构与性能经表征验证。退火前后IAZO薄膜均保持非晶态且表面粗糙度较低。退火后霍尔迁移率从27.1提升至74.2 cm2/Vs。未退火与退火处理的IAZO薄膜在可见光范围内平均透过率均超过95%,光学带隙约4.1 eV。通过UPS测量推导出退火前后IAZO薄膜的能级图。采用金电极的IAZO TFT获得20.57 cm2/Vs的高场效应迁移率、4.02×10?的高开关电流比(Ion/Ioff)及0.55 V/dec的亚阈值摆幅(SS)。相比之下,钛电极TFT虽迁移率较低(9.54 cm2/Vs),但具有更高的7.39×10?开关电流比、更低的亚阈值摆幅及显著减小的迟滞效应。
作者: Weidong Xu,Meng Xu,Jianfeng Jiang,Caina Luan,Lin Han,Xianjin Feng
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研究概述 实验方案 设备清单

采用溅射法制备的In-Al-Zn-O(IAZO)作为沟道层来开发高性能薄膜晶体管(TFT),旨在通过获得更优的光电性能、成本效益和稳定性,克服现有材料如IGZO的局限性。

研究成功证明,溅射制备的IAZO薄膜具有优异的光电性能,包括高迁移率、高透明度和宽禁带特性。采用金电极的TFT器件虽展现出高迁移率但存在显著迟滞效应,而钛电极器件的迁移率较低却具有更好的稳定性和更小的迟滞。这表明IAZO薄膜晶体管在下一代电子与光电子器件中具有应用潜力,建议未来通过工艺优化来提升性能并降低迟滞效应。

该研究受限于特定溅射条件和退火参数的使用,这些条件可能并非适用于所有应用场景。金电极的迟滞现象表明存在潜在不稳定性,通过工艺优化可进一步提升性能。高霍尔迁移率数值的可重复性存在差异,暗示薄膜质量存在一定不一致性。

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