研究目的
研究半导体厚度对混合氧化物半导体薄膜晶体管在负偏压与光照应力联合作用下稳定性的影响，并通过优化制备工艺降低偏压与光照不稳定性。
研究成果
在采用原位钝化的优化制备工艺下，将半导体厚度减至约3纳米可显著降低混合氧化物薄膜晶体管的偏压与光照不稳定性，实现可忽略的阈值电压漂移。该改进归因于体相中氧空位缺陷的减少，表明体相缺陷是导致不稳定性的主要来源。研究结果凸显了制备工艺控制的重要性，并指出尽管可能牺牲部分导通电流，但薄半导体层更有利于显示器中薄膜晶体管的稳定性能表现。
研究不足
该研究仅限于特定的混合氧化物（α-IGZO）和制备工艺；结果可能无法推广至其他材料或工艺。薄半导体层中稳定性与导通电流之间的权衡可能会限制实际应用。实验条件（如NBIS应力参数）是固定的，可能无法涵盖所有操作场景。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用优化的制备工艺，在集群沉积设备中通过原位钝化非晶铟镓锌氧化物（a-IGZO）层且不破坏真空环境以最大限度减少污染。制备了不同a-IGZO厚度（3-100纳米）的薄膜晶体管（TFT），并测试其在负偏压光照应力（NBIS）下的稳定性。
2：样品选择与数据来源：
样品制备于玻璃基板上，采用钼（Mo）栅电极、二氧化硅（SiO2）栅绝缘层及溅射沉积的a-IGZO有源层。通过透射电子显微镜（TEM）确认厚度，利用X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析材料特性。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于Mo和a-IGZO沉积的溅射系统、用于SiO2层的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、标准光刻图案化设备、TEM测厚仪、XRD晶体分析仪、XPS成分分析仪、安捷伦4156C半导体参数分析仪（I-V测量）及安捷伦E4980A LCR表（C-V测量）。材料包含Mo靶材、SiO2靶材及a-IGZO靶材（In2O3:Ga2O3:ZnO摩尔比1:1:1）。
4：实验流程与操作步骤：
制备过程包含顺序沉积与图案化工序：栅电极形成、栅绝缘层沉积、a-IGZO沉积、背钝化层沉积（均在真空环境下完成）、刻蚀阻挡层图案化、有源岛形成、源/漏电极形成及最终钝化。TFT在真空环境中250°C退火。NBIS测试条件为室温下白光照射（9000尼特）时将栅源电压（VGS）保持-20V持续10,000秒。
5：数据分析方法：
通过MOSFET方程从I-V和C-V特性曲线提取TFT参数（阈值电压、场效应迁移率、亚阈值摆幅）。结合I-V与C-V分析获取态密度（DOS）。统计分析采用线性回归法估算陷阱密度。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
semiconductor parameter analyzer
4156C
Agilent
Measuring current-voltage (I-V) characteristics of thin-film transistors.
暂无现货
预约到货通知
-
LCR meter
E4980A
Agilent
Measuring capacitance-voltage (C-V) characteristics by superimposing gate DC voltage on a small AC signal.
E4980A/E4980AL Precision LCR Meter
立即获取同款设备
-
transmission electron microscope
Confirming layer thicknesses of thin-film transistors.
暂无现货
预约到货通知
-
X-ray diffractometer
Determining crystallinity of IGZO layers.
暂无现货
预约到货通知
-
X-ray photoelectron spectrometer
Determining chemical composition of IGZO layers.
暂无现货
预约到货通知
-
sputtering system
Depositing Mo and a-IGZO layers.
暂无现货
预约到货通知
-
PECVD system
Depositing SiO2 layers as gate insulator and passivation.
暂无现货
预约到货通知
-
cluster deposition tool
Consecutive deposition of layers without breaking vacuum for in situ passivation.
暂无现货
预约到货通知
-
登录查看剩余6件设备及参数对照表
查看全部
