氧化物薄膜晶體管

氧化物薄膜晶體管

—氧化鋅錫（ZnSnO)

姓名：lys

專業(yè)：

凝聚態(tài)物理引言用氧化物制作薄膜晶體管近年來(lái)備受關(guān)注，它們有著高的遷移率和透過(guò)率。?傳統(tǒng)的非晶硅遷移率較低，光敏性強(qiáng)。?多晶硅薄膜晶體管工藝復(fù)雜。?有機(jī)薄膜晶體管又難以克服低壽命，低遷移率的弱點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)采用磁控濺射法生長(zhǎng)氧化鋅錫的合金薄膜來(lái)作為有源層，用SiO2作為柵絕緣薄膜，研制了薄膜晶體管，我們從工業(yè)化生產(chǎn)TFT的要求出發(fā)，采用ITO玻璃基片和低溫退火工藝，得到了高場(chǎng)效應(yīng)遷移率的ZnSnO-TFT.?樣品制備我們采用底柵式TFT工藝?樣品制備底柵式分為4個(gè)步驟：

?光刻ITO柵電極?光刻氧化硅絕緣層?光刻有緣層?剝離In2O3電極?分析測(cè)試溝道層薄膜材料物理特性表征測(cè)試方法有多種：我們采用了5種方法來(lái)對(duì)樣品進(jìn)行表征

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掃描電鏡測(cè)試（SEM）

?X射線衍射（XRD)?光致發(fā)光譜（PL)

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ZnSnO電學(xué)特性測(cè)試?有緣層I-V特性曲線測(cè)試?分析測(cè)試掃描電子顯微鏡（SEM）原理掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當(dāng)一束高能的人射電子轟擊物質(zhì)表面時(shí)，被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征X射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見(jiàn)、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí)，也可產(chǎn)生電子-空穴對(duì)、晶格振動(dòng)(聲子)、電子振蕩(等離子體)。SEM的工作原理是用一束極細(xì)的電子束掃描樣品，在樣品表面激發(fā)出次級(jí)電子，次級(jí)電子的多少與電子束入射角有關(guān)，也就是說(shuō)與樣品的表面結(jié)構(gòu)有關(guān)，次級(jí)電子由探測(cè)體收集，并在那里被閃爍器轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，再經(jīng)光電倍增管和放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)來(lái)控制熒光屏上電子束的強(qiáng)度，顯示出與電子束同步的掃描圖像。圖像為立體形象，反映了樣品的表面結(jié)構(gòu)。

有緣層ZnSnO表面形貌（SEM）?分析測(cè)試X射線衍射（XRD）原理X射線是一種波長(zhǎng)很短（約為20～0.06?）的電磁波，能穿透一定厚度的物質(zhì)，并能使熒光物質(zhì)發(fā)光、照相乳膠感光、氣體電離。在用電子束轟擊金屬“靶”產(chǎn)生的X射線中,包含與靶中各種元素對(duì)應(yīng)的具有特定波長(zhǎng)的X射線，稱為特征（或標(biāo)識(shí)）X射線?？紤]到X射線的波長(zhǎng)和晶體內(nèi)部原子間的距離（10-8cm）相近，1912年德國(guó)物理學(xué)家勞厄（M.vonLaue）提出一個(gè)重要的科學(xué)預(yù)見(jiàn)：晶體可以作為X射線的空間衍射光柵，即當(dāng)一束X射線通過(guò)晶體時(shí)將發(fā)生衍射，衍射波疊加的結(jié)果使射線的強(qiáng)度在某些方向上加強(qiáng)，在其他方向上減弱。分析在照相底片上得到的衍射花樣，便可確定晶體結(jié)構(gòu)。

XRD圖像?分析測(cè)試

光致發(fā)光(PL譜測(cè)試原理）基本原理：由于半導(dǎo)體材料對(duì)能量高于其吸收限的光子有很強(qiáng)的吸收，吸收系數(shù)通常超過(guò)104cm-1因此在材料表面約1um厚的表面層內(nèi)，由本征吸收產(chǎn)生了大量的額外電子-空穴對(duì)，使樣品處于非平衡態(tài)。這些額外載流子對(duì)一邊向體內(nèi)擴(kuò)散，一邊都能通過(guò)各種可能復(fù)合的機(jī)構(gòu)復(fù)合。其中，有的復(fù)合過(guò)程只發(fā)射聲子，有的復(fù)合過(guò)程只發(fā)生光子或即發(fā)射光子也發(fā)射聲子。

測(cè)量半導(dǎo)體材料的光致發(fā)光譜的基本方法是用激發(fā)光源產(chǎn)生能量大于被測(cè)材料的禁帶寬度Eg,且電流密度足夠高的光子流去入射被測(cè)樣品，同時(shí)用光探測(cè)器接受并識(shí)別被測(cè)樣品發(fā)射出來(lái)的光。PL譜?分析測(cè)試

電學(xué)性質(zhì)測(cè)量主要進(jìn)行霍爾效應(yīng)的測(cè)量。把通有電流的半導(dǎo)體放在均勻磁場(chǎng)中，設(shè)電場(chǎng)沿x方向，電場(chǎng)強(qiáng)度為；磁場(chǎng)方向和電場(chǎng)垂直，沿z方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，則在垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的+y或-y方向?qū)a(chǎn)生一個(gè)橫向電場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。n型和p型半導(dǎo)體的載流子不同，故霍爾系數(shù)的符號(hào)是相反的。同時(shí)利用霍爾效應(yīng)測(cè)量遷移率和載流子濃度。