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薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)是组成有源有机发光二极管和液晶显示器的重要组成部分。近年来,以非晶铟镓锌氧化物为代表的透明非晶氧化物半导体成为下一代液晶显示技术控制元件的首选者。本文重点从以下几个方面对非晶铟镓锌氧薄膜晶体管进行研究。薄膜晶体管的有源层和介质层之间的缺陷态是制约器件性能的重要参数,因此,本论文首先仿真分析带尾态缺陷、深能级缺陷和界面电荷对薄膜晶体管性能的影响。结果表明,带尾态缺陷影响器件的开态特性;深能级缺陷影响器件的亚阈值区;界面电荷从Qf=1.0E11增加至Qf=4.0E12时,器件由增强型转换为耗尽型。因此在实际制备工艺过程中应优化工艺条件,尽可能降低有源层和介质界面处的缺陷态密度,改善薄膜的成膜质量。介质层的介电常数同样是影响器件性能的重要参数,本文设计了不同介电常数的介质层,并主要以高介电常数材料为主,对非晶铟镓锌氧薄膜晶体管的性能进行研究和分析,研究中同时考虑了材料之间的界面特性,引入叠层结构,设计了SiO2/高K介质的叠层结构作为栅介质层的方案;对叠层结构的厚度进行了优化,分析栅介质层厚度对器件性能的影响。除此之外,有源层的厚度也会对器件性能产生影响,因此本文也对有源层的厚度进行了优化,从而使器件的性能进一步得到提升。通过上述优化分析,当器件沟道长度为30 um,采用厚度参数为30/50 nm的SiO2/HfO2叠层结构作为栅介质层,有源层厚度则优化为120 nm,此时,器件获得了最佳的综合性能:电流开关比达到108,阈值电压为0.6V,场效应迁移率为13.5cm2/v.s。基于上述结构,模拟双栅非晶铟镓锌氧薄膜晶体管在不同模式下的性能。通过比较不同模式下器件特征参数的曲线图,分析发现短路连接模式使得器件性能最优,底接触模式次之,最后是顶接触模式。同时,与单栅薄膜晶体管相比较,当沟道长度减小至4 um时,单栅器件的阈值电压偏移较大,出现短沟效应;而双栅器件的阈值电压只在一定范围内浮动,能够有效的抑制短沟效应。本文的最后通过Athena工艺软件模拟双栅薄膜晶体管的工艺流程,证实了制备双栅薄膜晶体管的可行性。