等離子體處理工藝對ZnO基薄膜和納米結構的肖特基接觸及薄膜晶體管性能的影響研究.pdf

1、ZnO作為一種重要的氧化物半導體材料，以其優(yōu)良的光學、電學性能而廣泛應用于各類器件。其中，ZnO基薄膜晶體管具有高遷移率、高光學透過率、高可靠性等優(yōu)點，在平板顯示領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。本文針對ZnO薄膜、ZnO納米棒、MgInZnO(MIZO)薄膜三種ZnO基材料，深入研究了O2和Ar等離子體處理對其材料特性及肖特基接觸和薄膜晶體管性能的影響。
　　首先采用溶膠凝膠法生長ZnO薄膜，研究了不同時間O2和Ar等離子體處理對ZnO

2、薄膜材料特性的影響。實驗結果表明，采用Ar等離子體處理能極大地增強ZnO的光致發(fā)光(PL)特性，Ar處理后的ZnO樣品紫外峰強與可見光峰強比值提高了近100倍。通過XPS成分分析發(fā)現(xiàn)，等離子體處理能有效的降低ZnO薄膜中氧空位等缺陷以及表面吸附的雜質含量，提升光致發(fā)光特性。
　　采用水熱法制備了ZnO納米棒并研究了O2和Ar等離子體處理對ZnO納米棒光學特性的影響。實驗表明，Ar處理能明顯改善納米棒PL特性，處理后的樣品紫外峰與可

3、見光峰比值達到2566∶1。制備了ZnO納米棒/Pt肖特基結特性并研究了Ar等離子體處理對肖特基接觸特性的影響，經過Ar處理后的ZnO納米棒/Pt肖特基具有比較明顯的整流特性。
　　采用溶膠凝膠法生長MgInZnO(MIZO)薄膜，研究了氧氣等離子體處理對MIZO薄膜特性的影響，實驗表明，氧氣處理能降低MIZO薄膜中的缺陷含量。制備了MIZO/Pt肖特基結構并研究了后期退火對肖特基接觸特性影響，通過不同后期退火時間的樣品對比發(fā)現(xiàn)，

4、400℃30min后期退火的MIZO薄膜具有最佳的肖特基特性，得到MIZO/Pt勢壘高度為0.65eV，理想因子為1.71。進一步研究了不同時間O2等離子體處理對MIZO/Pt肖特基接觸特性影響，處理后的樣品展現(xiàn)出更高的勢壘高度及更小的理想因子。
　　論文制作了MIZO晶體管并研究O2和Ar等離子體處理對器件性能的影響。結果表明，等離子體處理能有效提高MIZO-TFT性能，處理后器件的開關比、載流子遷移率都顯著增大，亞閾值擺幅減小