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近些年来,半导体氧化物薄膜作为一种新型的透明导电薄膜,因其低电阻率和高可见光透过率等优点,在微电子领域、半导体领域得到了普遍的关注。现如今应用比较广泛的半导体氧化物薄膜主要是铟锡氧化物(ITO)、氧化锌掺铝(AZO)等多晶薄膜,但它们的光电特性容易受薄膜厚度及环境的影响。相比于传统的多晶薄膜,非晶铟锡锌氧化物(ITZO)薄膜具有表面平整度高、界面好、光电性能优异、电学性能随厚度变化小等优点,可以用来制备薄膜晶体管(TFT)的透明电极和有源层,具有很高的科学研究价值和应用价值。国内外对ITZO薄膜的研究相对较少,缺乏对其光电特性系统的研究,本论文采用射频磁控溅射方法制备非晶ITZO薄膜,对其结构、形貌、光电性能进行了系统的研究,并将其用于制备同质ITZO-TFT。(1)在室温下,通过射频磁控溅射方法沉积了非晶ITZO薄膜。研究ITZO薄膜的形貌、结构、电学性能和光学性能随功率的变化规律。实验发现ITZO薄膜的特性强烈依赖于射频功率。当功率为80 W时,ITZO薄膜电学性能最佳,其电阻率为3.81×10-4Ω·cm,载流子浓度为6.45x1020 cm-3,霍尔迁移率24.14 cm-2V-1s-1。所有ITZO样品具有良好的光学性能,其可见光平均透过率均大于84%。ITZO样品的光学带隙随着功率的增加逐渐变大。(2)研究了薄膜特性随气压的变化规律。当气压为0.8 Pa时,ITZO样品的表面形貌最平滑,沉积质量最高,电学性能最佳,其电阻率为3.66-104Ω·cm,载流子浓度为6.75x1020 cm-3,霍尔迁移率26.06 cm1V-2s-1。ITZO样品在可见光区的平均透过率均超过了85%。(3)研究了ITZO薄膜特性随厚度的变化规律。随着ITZO样品厚度的增加,电学性能逐渐改善,但整体变化幅度不大。当厚度为500 nm时,薄膜拥有最佳的电学性能,其电阻率为3.87×10-4Ω·cm,载流子浓度为5.50×1020cm-3,霍尔迁移率29.33 cm2V-1s-2。当厚度继续增加时,薄膜的电学性能开始变差,这可能是溅射时间过长,溅射粒子对已形成的薄膜轰击造成的。厚度的增加使得薄膜对光的散射、吸收和反射加强从而降低了可见光平均透过率。(4)使用非晶ITZO薄膜制备了同质ITZO-TFT。通过射频磁控溅射方法在含氧化层的硅片衬底上制备了同质ITZO-TFT,其有源层和电极材料均为ITZO。TFT的电学性能良好,器件的电流开关比为2×106,迁移率为12cm2V-1s-1,阈值电压为0.2 V,亚阈值摆幅为0.8 V/decade。结果表明ITZO薄膜可以用来作为薄膜晶体管中的有源层和透明电极。