近些年来随着电子信息产业的迅速发展,氧化物半导体由于其高迁移率(-1-100 cm2/Vs),可低温甚至室温制备,可见光透明度高,可大面积加工,以及工艺成本低等优点在柔性/透明电子电路、显示背板驱动等应用领域显示出了巨大的潜力。但目前所报导的氧化物半导体绝大多数都是n型的,只有非常有限的氧化物半导体是p型导电。然而互补金属氧化物半导体(CMOS)技术以及p-n结技术不仅需要n型氧化物半导体,也需要p型氧化物半导体。因此,开发在性能上可以和n型氧化物相匹配的p型氧化物半导体是推动全氧化物半导体柔性透明CMOS及p-n结技术的关键。近年来,氧化亚锡(SnO)被发现是一种极具应用潜力的p型半导体,由于其价带顶由离域性强的Sn 5s轨道和O 2p轨道杂化形成,SnO显示出了高空穴迁移率及导电性。同时,SnO的好的稳定性与工艺可重复性也使其易于实现产业化应用。本论文主要对p型SnO薄膜晶体管(TFTs)的制备进行工艺优化,并研究了 p型SnO TFTs在热退火过程中结晶过程及热稳定性,主要内容与成果如下:(1)p型SnO的薄膜晶体管制备参数的优化本论文使用反应磁控溅射法基于金属Sn靶与Ar/O2混合气体制备了一系列不同工艺条件的金属Sn的氧化物薄膜。溅射功率与氧分压因可以调控溅射速率与氧化反应程度,对具有薄膜的化学计量比与导电性起关键调控作用。本实验首先对制备工艺的溅射功率进行了优化(氧偏压为11.5%),分别在50、75、90、95、100以及110W的溅射功率下制备SnO器件并进行电学测试。结果表明,当溅射功率较高时,靶材因熔点低、易氧化在反应溅射过程容易发生“中毒”现象。在综合考虑器件性能、靶材稳定性、器件可重复性的基础上,本论文最终确定优化的溅射功率为50W,通过进一步调节溅射过程中氧偏压来获得性能良好的p型SnO器件。基于优化的溅射功率(50W),本论文对氧分压进行了优化,研究结果表明:(1)当氧偏压为1.5-4.2%时,制备的器件显示p型导电特性;(2)氧偏压为5.4-6.9%的时候,制备的器件显示为绝缘特性;(3)当氧偏压为10-13.1%的时候,器件显示为n型导电特性。综合器件各项性能参数,确定优化的氧偏压为3.1%。(2)p型SnO的薄膜晶体管在热退火过程中的结晶过程与热稳定性通过对SnO薄膜晶体管的电学特性、沟道的形貌特征、X射线衍射图谱以及微区拉曼图谱的表征,本论文系统的总结了 SnO在200℃空气中退火过程中,随退火时间延长(0-1500分钟)的结晶过程及热稳定性。SnO沟道在退火5分钟后开始出现p型特性,在退火时间达到十分钟时SnO薄膜结晶完成形成均匀薄膜,其空穴迁移率达到最高的0.9 cm2/Vs。在结晶完成后,退火时间的继续增加会降低锡间隙的浓度,同时造成SnO2成分的增多,这又导致了空穴迁移率、开态电流以及关态电流的减小。退火时间在10-1000分钟时,器件的亚阈值摆幅、开关比等变化不大,可根据需要通过调控退火时间来调控器件的阈值电压及输出电流。当退火时间超过1000分钟后,SnO2成份的增加占主导作用,导致了SnO TFTs随退火时间增长出现了明显的性能退化。这些结论对于如何通过热退火实现高性能的SnO TFTs具有重要的指导作用。