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1、氧化物薄膜晶体管 氧化锌锡（ ZnSnO) 姓名：lys 专业： 凝聚态物理 引言 用氧化物制作薄膜晶体管近年来备受关注， 它们有着高的 迁移率和透过率。 传统的非晶硅迁移率较低， 光敏性强。 多晶硅薄膜晶体管工艺复杂。 有机薄膜晶体管又难以克服低寿命， 低迁移率的弱点。 本实验采用磁控溅射法生长氧化锌锡的合金薄膜来作为 有源层， 用 SiO2 作为栅绝缘薄膜，研制了薄膜晶体管， 我们从工业化生产 TFT 的要求出发， 采用 ITO 玻璃基片 和低温退火工艺， 得到了高场效应迁移率的 ZnSnO- TFT. 样品制备 我们采用底栅式TFT工艺 样品制备 底栅式分为4个步骤： 光刻ITO栅电极
2、光刻氧化硅绝缘层 光刻有缘层 剥离In2O3电极 分析测试 沟道层薄膜材料物理特性表征 测试方法有多种：我们采用了5种方法来对样品进行表征 扫描电镜测试（SEM） X射线衍射（XRD) 光致发光谱（PL) ZnSnO电学特性测试 有缘层I-V特性曲线测试 分析测试 扫描电子显微镜（SEM）原理 扫描电子显微镜的制造是依据电子与物质的相互作 用。当一束高能的人射电子轰击物质表面时，被激发的区域 将产生二次电子、俄歇电子、特征X射线和连续谱X射线、 背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产 生的电磁辐射。同时，也可产生电子-空穴对、晶格振动 (声 子)、电子振荡 (等离子体)。 SEM
3、的工作原理是用一束极细的电子束扫描样品，在样 品表面激发出次级电子，次级电子的多少与电子束入射角有 关，也就是说与样品的表面结构有关，次级电子由探测体收 集，并在那里被闪烁器转变为光信号，再经光电倍增管和放 大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度，显示出与 电子束同步的扫描图像。图像为立体形象，反映了样品的表 面结构。 有缘层ZnSnO表面形貌（SEM） 分析测试 X射线衍射（XRD）原理 X射线是一种波长很短（约为200.06）的电磁波，能 穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相乳胶感 光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中, 包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X
4、射线，称为特 征（或标识）X射线。考虑到X射线的波长和晶体内部原子间 的距离（10-8cm）相近，1912年德国物理学家劳厄（ M.von Laue）提出一个重要的科学预见：晶体可以作为X射 线的空间衍射光栅，即当一束X射线通过晶体时将发生衍射 ，衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其 他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样，便可确 定晶体结构。 XRD图像 分析测试 光致发光(PL谱测试原理） 基本原理：由于半导体材料对能量高于其吸收限的光 子有很强的吸收，吸收系数通常超过104cm-1因此在材料表 面约1um厚的表面层内，由本征吸收产生了大量的额外电子 -空穴对，使样品处
5、于非平衡态。这些额外载流子对一边向体 内扩散，一边都能通过各种可能复合的机构复合。其中，有 的复合过程只发射声子，有的复合过程只发生光子或即发射 光子也发射声子。 测量半导体材料的光致发光谱的基本方法是用激发光源产 生能量大于被测材料的禁带宽度Eg,且电流密度足够高的光子 流去入射被测样品，同时用光探测器接受并识别被测样品发 射出来的光。 PL谱 分析测试 电学性质测量 主要进行霍尔效应的测量。把通有电流的半导体放在均 匀磁场中，设电场沿x方向，电场强度为 ；磁场方向和电场 垂直，沿z方向，磁感应强度为 ，则在垂直于电场和磁场的 +y或-y方向将产生一个横向电场 ，这个现象称为霍尔效应。 n型和p型半导体的载流子不同，故霍尔系数的符号是相反 的。 同时利用霍尔效应测量迁移率和载流子浓度。 输出特性曲线 转移特性曲线
