氧等离子体和UV辐射对Oxide-TFT性能影响的文献调研报告
氧等离子体处理对ITO薄膜表面性能的影响_刘陈

第21卷 第4期2006年8月液 晶 与 显 示Chinese Jour nal of L iquid Cry stals and Display sVol .21,No .4Aug.,2006文章编号:1007-2780(2006)04-0309-05氧等离子体处理对ITO 薄膜表面性能的影响刘 陈1,朱光喜1,刘德明2(1.华中科技大学电子与信息工程系,湖北武汉 430074,E -mail :chliou @ ;2.华中科技大学光电子科学与工程学院,湖北武汉 430074)摘 要:利用原子力显微镜研究氧等离子体处理对I TO 薄膜的微观表面形貌及表面润湿性能的影响。
实验结果表明:经过氧等离子体处理,I T O 薄膜的平均粗糙度和峰-谷粗糙度减小,薄膜的平整度提高;而且表面吸附力增大近一倍,表面能增大,接触角减小,使I T O 薄膜表面的润湿性能和吸附性能得到改善。
关 键 词:IT O ;氧等离子体处理;原子力显微镜;表面形貌;润湿性中图分类号:T N 383;O 484.4 文献标识码:A 收稿日期:2006-03-15;修订日期:2006-05-22 基金项目:华中科技大学博士后科学基金(No.010*******)1 引 言ITO (铟锡氧化物)由于淀积过程中在薄膜中产生氧空位和Sn 掺杂取代而形成高度简并的n 型半导体,费米能级位于导带底之上,具有高载流子浓度(1020~1021cm 3)及低电阻率(2~4×10-4Ψ cm )[1,2];此外,I TO 的带隙较宽(E g =3.5~-4.3eV ),因而I TO 薄膜对可见光具有很高的透过率。
由于ITO 具有上述高透射率、低电阻率的特性,I TO 作为透明电极被广泛应用于有机电致发光器件(OLED )的制作[3,4]。
然而,由于ITO 属于非化学计量学化合物,薄膜的淀积条件、清洗方法及表面处理工艺都对I TO 薄膜表面的化学组成及表面性能产生深刻影响。
抗辐射SOI器件栅氧可靠性研究

抗辐射SOI器件栅氧可靠性研究吴建伟;谢儒彬;顾祥;刘国柱【摘要】The paper focused on the radiation-hard SOI technology gate oxide reliability. Compared the gate oxide reliability of Si, SOI and radiation-hardened SOI. Found that the the process of ion-implant during the preparation of SOI and radiation-hard could affect the quality of thetop-Si in SOI. So that, reducing the gate oxide reliability. The constant-voltage stressing test was applied to estimate time-dependent dielectric breakdown life of gate oxide with radiation-hard process. The life of 12.5 nm gate oxide with radiation-hard process is about 14.65 years under 125℃high-temperature and 5.5 V work conditions. It can meet the requirement in the SOI radiation-hard technology.%对抗辐射SOI器件栅氧可靠性进行研究,比较了体硅器件、SOI器件、抗总剂量加固SOI器件的栅氧可靠性,发现SOI材料片的制备与抗总剂量加固过程中的离子注入工艺都会对顶层硅膜造成影响,进而影响栅氧可靠性。
抗辐射技术调研

总线
Ramon Chips(>300Krad)ISRAEL
生产:0.18um, 0.13um standard CMOS process 特点:Rad-Hardened by Design cell library 应用:leon3-FT SoC
单粒子效应
单粒子效应(SEE)加固:工艺级、系统级、电路级、 版图级各层次上进行。
系统级可以采用三模冗余、软件容错、差错控制 (EDAC)等 电路级可以采用各种抗辐射单元:DICE存储单元、 ROCK单元、WHIT单元、LIU单元、HIT单元、HAD单元等 版图级:隔离、加大间距、版级的容错等
单粒子效应
抗辐射单元结构:
单粒子效应
抗辐射单元结构:
单粒子效应
抗辐射单元结构:
测试方法
美国军标对CMOS电路的功能正常判据有以下6条,超 过这些标准则判定为失效:
(l)N沟道阈值电压最小为0.3V,即Vtn>0.3V; (2)P沟道阈值电压最大为2.8V,即Vtp<2.8V; (3)阈值电压漂移△Vth<=1.4V (4)功耗电流Iss<=100倍的最大规范值; (5)传输延迟时间:Tplh<=1.35倍最大规范值;Tphl<=1.35倍最
北大 (150~200Krad)
生产:中芯国际0.18um 特点:器件级抗辐射模型
计算所 (100Krad)
生产:STMicro 0.18um 特点:TMR ECC
国防科大
8K RHBD SRAM,内核发生SEL的LET阈值高于4.2 MeV·cm2/mg
氧等离子体和UV辐射对Oxide-TFT性能影响的文献调研报告

氧等离子体和 UV 辐射对 Oxide-TFT 性能影响的文献调研报告1 TFT 的结构和工作原理薄膜晶体管(Thin Film Transistor)一般由栅极、有源层、绝缘层、源漏电极构成,如图一所示。
按照栅极的位置,可以把薄膜晶体管具体分为底栅(图a,b)和顶栅(图c,d)两种结构。
进一步我们按照源漏极、绝缘层与有源层的位置不同,又可分为顶接触结构(图a, c)和底接触结构(图b,d)。
图 1.1 薄膜晶体管结构示意图虽然 TFT的结构各有不同,但是其工作原理是大同小异的,如图二。
在TFT工作过程中,将 TFT 的源极接地,在栅极加上正电压V GS,栅极和半导体层之间就形成了以绝缘层为介质的平板电容器。
当 V GS增大时,一方面排斥绝缘层上面沟道区域的空穴,留下载流子耗尽层。
另一方面,在半导体界面处会有感应电子累积,形成反型层。
感应出的表面电荷的多少受到施加的栅极电压大小的影响。
这时在源漏极之间加上电压,就会有输出电流产生。
图 1.2 TFT 工作原理示意图氧化物半导体如ZnO, In 2O3, InGaZnO 等不仅迁移率比非晶硅高而且光学透过率高,还可以在低温工艺下制备,因此在AMLCD中使用低温透明氧化物必将有广阔的发展前景。
氧气浓度是影响 TFT 特性的一个关键参数,因为氧空位是自由载流子的主要来源。
通过优化氧气浓度,器件可以得到很高的迁移率,表现出更好的性质。
在器件制造完成后,在氧气氛围中退火可以影响半导体层的氧气浓度,更有效的降低电子陷阱的密度,这有助于提高TFT 的性能。
2 氧等离子体对Oxide-TFT的影响Brillson [1]在室温条件下对ZnO 进行氧气等离子体处理,以减少表面吸附杂质,发现ZnO 与Au,Pt ,Ir 的肖特接触均有显著的改善,处理后肖特基的势垒高度变大,理想因子减小。
氧等离子体处理减少了表面吸附杂质以及浅表面本征点缺陷,提供了一个更好的肖特基接触表面。
东京工大细野秀雄-氧化物TFT报告

TAOS-TFTs to drive FPDS Features and Current StatusFPD International in china@ Beijing(Dec 10)Frontier Research Center & Materials and Structures Laboratory (MSL) Tokyo Institute of Technology, Yokohama, JAPAN 1. 2. 3. 4. Large mobility(10-20cm2/Vs) Easy fabrication by sputtering at LT Homogenous (no grain boudary) Optically transparentHideo HOSONOOutline History of Oxide TFT Unique Characteristics of TAOS How unique and why cf. a-Si:H Features of a-InGaZnOx-TFT mobility, controllability, stabilization, tail state , negative bias-light illumination(NBL) instability FPD application Future issuesOxide TFTs and FPDs1950 1960 1970 1980 1990 2000 20101948 W. Shockley 1951 1960 pn JFET Si MOSFET High Tc Oxide Electronics Amorphous TCO Oxide TFT revival1975 a-Si:H 1979 a-Si:H TFT Commercialization 1983 5“ B/W LCD 1985 10” Color LCD 1961 CdS TFT 1996 Epi-SnO2:Sb (μeff ~1 cm2/Vs) ~1964 poly-SnO2 FET 2003 poly-ZnO TFT rush poly-In2O3 FET (gm=0.3mhos) 2005 LCD panel (Casio) 1968 ZnO FET 2006 AMOLED panel (ETRI) (gm=10mhos) 1995 TAOS 2004/11 TAOS –TFT(TIT) 2005/12 Flexible B/W E-Paper(Toppan) (TIT) 2006/12 Color E-Paper AMOLED panel (LG) 2007/8 AMOLED panel (Samsung) Flexible OLED(LG) 2008/1 AMLCD panel (Samsung)History of amorphous semiconductor and device application1950. 1960. 1970. 1980. 1990. 2000Photoconductivity in a-Se(Xerography) Glassy semicond.(V2O5 based oxide) Chalcogenide glass DVD) Switching and memory effect in a-chal. film a-Si:H ‘Giant-Microelectronics’Flexible electronics ( novel a-sc)Material design concept (electron pathway)covalent semicon. ionic oxide semicon. M:(n-1)d10ns0 (n≥5)crystalamorphousJNCS(1996),Nature(2004)Designing TAOS with a large e-Hall mobilityA TAOS Material : In2O3-Ga2O3-ZnO (IGZO)(Ne x1018cm-3)μHall5s04s04s0Glass substrate @ RTStructureIn-Zn-O (IZO) : > 30 cm2(Vs)-1) In-Ga-Zn-O (IGZO) : > 15 cm2(Vs)-1) J.Non-Cryst.Sol.(2006)Electron Transport Properties of a-IGZOEF>Emobility @ Ne>2x1018cm-3Mobility increases with Ne cf.c-SiTAOS is a first a-semiconductor in which Ef exceeds the mobility gapAPL(2004)Carrier doping in a-Si:HStreet Model(CBM)(PRL 1982)impossible(VBM)ArrowedP SiForbiddenP+ Si-EF cannot exceed the mobility gap by dopingSpear & LeComber, SSC(1975)Carriers are NOT generatedTail State Density from Device simulationa-IGZOAssumption: Constant mobility & two-step subgap DOSsa-Si:H10211018(depletion)(enhancement type)10161016EcDit=0.9×1011 cm-2/eV a-IGZO/a-SiO2 (annealed): S=0.12 V/dec (Dit=2.5x1011 cm-2) a-Si:H/a-SiNx:H (typical) : S=0.4 V/decEcR.A. Street (Ed.), Technology and Applications of Amorphous Silicon, Springer-Verlag, Berlin, 2000APL(2007)a-IGZO TFT on GlassField Effect Mobility μ= 14 cm 2(Vs)-1Cf. a=Si:Hμ=~1cm 2(Vs)-1Deposited by DC sputteringNature (2004), JJAP(2006), J.SID(2006)by substitutional doping a-Si:HglowdischargedSolid State Commun. J.Non-Cryst.Sol.Electron.Lett.sputtered evaporatede O2In-Zn-Ga-O (IGZO)form an extended conduction band by percolation of In 5s orbitals. form an extended conduction band bottom Phys.Rev.B(2006)In 5s 3D-connectedby percolation of In 5s orbitals.as-deposited as-deposited 300◦C annealedUnannealed Dry annealed Wet annealedEc Defect modelSubgap DOS (ATLAS)Wet annealing is effective to reduce subgap DOS.μexp : ~6.0 ~9.5 ~12 (cm 2/Vs)μcalc : ~6.5 ~9.0 ~11 (cm 2/Vs)N TA :~2.5 ~2.8 ~ 3.0(x1017 cm W TA : ~0.15 ~0.115 ~ 0.065 (eV)(a) (b)to λ>460nm Insensitive Cf. Bang gap ~390nmExcitation : hν= 7935.2 eVDetector : Gammadata Scienta Co., R4000-10KV Resolution : ~180 meVFilm surfaceSubgap defect(Peak energy ~2.7eV, width ~1.5eV) d < 2nm: 1020 cm-3VBM(CBM)Subgap state for a-IGZO・Exponential tail and deep states・Tail state DOS (~ 1017 cm-3)Small S-Value (0.1V/dec.)・Localized state (before annealing)・Deep state DOS (~ 1016 cm-3)・High density VB-DOS (> 1020 cm-3)Difficulty of inversion operation Low valence stateBy Hard X-ray PEAsian Mater.(2010)P h ~10cm s P h ~10cm sΔV th ~0 V ΔV th ~-1 V ΔV th >10 V Large V th shift under subgap light illuminationNegative V th shift by light illuminated NBSPositive charges at interface (ΔD it ) for L-NBS (3hours ): Unpassivated : ~3.2×1012 cm -2eV -1Passivated: ~3.7×1011 cm -2eV -1 Photo-induced hole trapping at channel / GI interfacehole or H +Prototype displays using a-IGZO-TFTs Front Drive StructureFront Drive StructureColor Filter ArrayTransparent TFTTransparent TFTArrayDisplay can be viewedDisplay can be viewedthrough transparent TFT array.M. Ito et.al., IEICE Trans. Electron, 90-C, 2105 (2007)IGZO sputter target for G8 26’ LCD (FPD International @Yokohama 2009)@FPD International at Makuhari (Nov.10)Oxide TFTs can be fabricated by heating in ambient atmosphere cf. Si, organicsHow realize the dense amorphous thin films at LT ? The key is the precursor. Collaboration with organic chemistswould be effective.for C-MOS: SnOTogo et al, PRB (2006)P-channel TFTSn5s -O2pO2p Sn5sSRAPL(2008)。
氧等离子体刻蚀对石墨烯性能的影响

氧等离子体刻蚀对石墨烯性能的影响∗魏芹芹;何建廷【摘要】Exfoliated few layers graphene on silicon oxide were exposed into oxygen-plasma,Raman spectra, Atomic force microscope (AFM)and electrical measurement are used to characterize the influence of oxygen-plasma etching on the properties of graphene.Results show that lots of defects will be introduced to graphene by oxygen-plasma etching,and these defects will act as the initial point for the following etch,and layer by layer etching is realized.In addition,metal particles and organic materials deposition can be introduced during the ox-ygen-plasma etching.All these factors lead to linear decrease of the two-terminal conductance and n-type doping characteristics of graphene.%对机械剥离在Si O 2表面的多层石墨烯进行氧等离子体刻蚀,通过拉曼光谱、原子力显微镜和电学性能表征来研究氧等离子体轰击对石墨烯特性的影响。
结果表明氧等离子体轰击会在表层石墨烯中引入大量缺陷,大量缺陷的存在又会诱导对石墨烯的进一步刻蚀,从而实现逐层刻蚀石墨烯。
氧等离子体和UV辐射对OxideTFT性能影响的文献调研报告

氧等离子体与UV辐射对Oxide-TFT性能影响的文献调研报告1 TFT的结构与工作原理薄膜晶体管(Thin Film Transistor)一般由栅极、有源层、绝缘层、源漏电极构成,如图一所示。
按照栅极的位置,可以把薄膜晶体管具体分为底栅(图a,b)与顶栅(图c,d)两种结构。
进一步我们按照源漏极、绝缘层与有源层的位置不同,又可分为顶接触结构(图a,c)与底接触结构(图b,d)。
图1、1 薄膜晶体管结构示意图虽然TFT的结构各有不同,但就是其工作原理就是大同小异的,如图二。
在TFT工作过程中,将 TFT的源极接地,在栅极加上正电压V GS,栅极与半导体层之间就形成了以绝缘层为介质的平板电容器。
当 V GS增大时,一方面排斥绝缘层上面沟道区域的空穴,留下载流子耗尽层。
另一方面,在半导体界面处会有感应电子累积,形成反型层。
感应出的表面电荷的多少受到施加的栅极电压大小的影响。
这时在源漏极之间加上电压,就会有输出电流产生。
图1、2 TFT工作原理示意图氧化物半导体如ZnO,In2O3,InGaZnO等不仅迁移率比非晶硅高而且光学透过率高,还可以在低温工艺下制备,因此在AMLCD中使用低温透明氧化物必将有广阔的发展前景。
氧气浓度就是影响 TFT 特性的一个关键参数,因为氧空位就是自由载流子的主要来源。
通过优化氧气浓度,器件可以得到很高的迁移率,表现出更好的性质。
在器件制造完成后,在氧气氛围中退火可以影响半导体层的氧气浓度,更有效的降低电子陷阱的密度,这有助于提高TFT的性能。
2 氧等离子体对Oxide-TFT的影响Brillson[1]在室温条件下对ZnO进行氧气等离子体处理,以减少表面吸附杂质,发现ZnO 与Au,Pt,Ir的肖特接触均有显著的改善,处理后肖特基的势垒高度变大,理想因子减小。
氧等离子体处理减少了表面吸附杂质以及浅表面本征点缺陷,提供了一个更好的肖特基接触表面。
Y、P、Deng团队[2]也通过实验发现O2等离子体处理可以通过减小MIZO膜的表面吸附物与表面缺陷,阻止表面电子积累层的形成来改善Pt/ZnO接触的肖特基特性。
激光锡等离子体极紫外光谱的优化研究

激光锡等离子体极紫外光谱的优化研究下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!激光锡等离子体极紫外光谱的优化研究一、引言近年来,激光诱导等离子体技术因其在材料分析、环境监测和生物医学等领域的重要应用而备受关注。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
氧等离子体和UV辐射对Oxide-TFT性能影响的文献调研报告1 TFT的结构和工作原理薄膜晶体管(Thin Film Transistor)一般由栅极、有源层、绝缘层、源漏电极构成,如图一所示。
按照栅极的位置,可以把薄膜晶体管具体分为底栅(图a,b)和顶栅(图c,d)两种结构。
进一步我们按照源漏极、绝缘层与有源层的位置不同,又可分为顶接触结构(图a,c)和底接触结构(图b,d)。
图1.1 薄膜晶体管结构示意图虽然TFT的结构各有不同,但是其工作原理是大同小异的,如图二。
在TFT工作过程中,将 TFT的源极接地,在栅极加上正电压V GS,栅极和半导体层之间就形成了以绝缘层为介质的平板电容器。
当 V GS增大时,一方面排斥绝缘层上面沟道区域的空穴,留下载流子耗尽层。
另一方面,在半导体界面处会有感应电子累积,形成反型层。
感应出的表面电荷的多少受到施加的栅极电压大小的影响。
这时在源漏极之间加上电压,就会有输出电流产生。
图1.2TFT工作原理示意图氧化物半导体如ZnO,In2O3,InGaZnO等不仅迁移率比非晶硅高而且光学透过率高,还可以在低温工艺下制备,因此在AMLCD中使用低温透明氧化物必将有广阔的发展前景。
氧气浓度是影响 TFT 特性的一个关键参数,因为氧空位是自由载流子的主要来源。
通过优化氧气浓度,器件可以得到很高的迁移率,表现出更好的性质。
在器件制造完成后,在氧气氛围中退火可以影响半导体层的氧气浓度,更有效的降低电子陷阱的密度,这有助于提高TFT的性能。
2氧等离子体对Oxide-TFT的影响Brillson[1]在室温条件下对ZnO进行氧气等离子体处理,以减少表面吸附杂质,发现ZnO 与Au,Pt,Ir的肖特接触均有显著的改善,处理后肖特基的势垒高度变大,理想因子减小。
氧等离子体处理减少了表面吸附杂质以及浅表面本征点缺陷,提供了一个更好的肖特基接触表面。
Y.P. Deng团队[2]也通过实验发现O2等离子体处理可以通过减小MIZO膜的表面吸附物和表面缺陷,阻止表面电子积累层的形成来改善Pt/ZnO接触的肖特基特性。
Seungjun[3]研究了氧气等离子体处理对ALD生长的ZnO-TFT性能的影响,ZnO膜作为沟道层。
随着等离子体处理时间的增加,薄膜中的氧空位含量从27.6%下降为19.4%,载流子浓度从4.9×1015cm-3减小到1.2×1014cm-3。
制备TFT的开关比提高了两个数量级,亚阈值摆幅减小,但是器件的载流子迁移率也相应降低。
表1 不同时间长度氧等离子体处理ZnO-TFT的电学性能研究人员认为氧气等离子体处理减少了薄膜中的氧空位缺陷,能有效的控制ZnO-TFT 电学性能。
随着等离子体暴露时间的增加,氧等离子体处理期间吸收的氧减少了ZnO膜的氧空位并松散地结合到它们的表面上。
在这些ZnO-TFT中,由于低温等离子体氧化,氧原子没有扩散到界面沟道区。
因此,表面沟道区的电阻高,而界面沟道区的电阻保持低,导致低的I off和大的I on/I off。
氧等离子体处理减少OH键和H2O分子并且在薄膜表面引入O2分子,改善SS值,μsat减小,此外V th由于载流子浓度降低和表面上吸收氧分子而在正方向上移动。
因此,氧等离子体处理是控制ZnO TFT的电性能的有效方法。
Chun-Feng Hu等人[4]用溶胶-凝胶法制备了底栅结构的掺杂Mg的IZO-TFT,进行O2和Ar 等离子体处理,并且研究它们对器件电性能的影响。
等离子体处理期间的退火效应使得晶粒生长,膜的粗糙度增加。
XPS结果显示在等离子体处理之后氧空位增加,改善了迁移率,同时发现等离子体处理之后沟道层载流子浓度增加,I on/I off比增大和V th较大负偏移的明显增加。
R. Hu[5]研究小组用金属有机化学气相沉积(MOCVD)制备的In2O3沟道层的薄膜晶体管。
通过O2等离子体对In2O3薄膜进行处理。
通过XPS和霍尔效应测量表明,在O2等离子体处理过程中,离子轰击和离子吸附效应共存,离子吸附效应占优势,使得化学吸附的氧显着增加。
图2.1表示随O2等离子体处理时间的In2O3表面的功函数(表面费米能级和真空能级之间的电势差)。
随着等离子体处理时间的增加,功函数增加。
这表明吸附的氧离子弯曲了In2O3的能带,并从表面和晶界消耗了In2O3。
图2.1通过KFM测量的In2O3表面的功函数在沉积的In2O3沟道层中存在太高的背景载流子密度。
在O2等离子体处理之后,In2O3沟道层的背景载流子密度随着等离子体处理时间的增加而降低,获得TFT的典型传输特性。
当等离子体处理时间增加时,观察到V on的正偏移。
3 UV辐射对Oxide-TFT性能的影响Jeong-Soo Lee等人[6]用UV处理溶液法制备的ZTO和IGZO有源层,经霍尔测量发现,当UV处理时间增加时,IGZO和ZTO膜的载流子浓度增加,使得阈值电压降低,并且因此饱和迁移率增加。
这是因为UV光子能量高于氧化物半导体的带隙而产生了电子-空穴对。
从而证实UV处理可以降低退火温度,这对于低温生产柔性显示器背板有很大意义。
Himadri Majumdar[7]研究了两种不同波长的UV退火对金属氧化物TFT性能的影响。
发现短波FUV照射比长波UV-A照射的半导体样品的迁移率更高。
这是由于FUV具有的能量可以破坏氧键(HO-H)来诱导水的光解,并产生羟基自由基(OH)和原子氢(H),加速溶胶-凝胶MO前体膜的缩合反应。
Bo-Yuan Su[8]研究了UV-Ozone处理对溶胶-凝胶法生长的非晶InGaZnO(IGZO)TFT 的性能影响。
为了确定由UV-Ozone处理引起的微结构变化,使用n-k分析仪卤素灯光线入射下的折射率。
发现折射率随UV-Ozone处理时间增长加而增大,进一步计算发现IGZO膜原子堆积密度随之也增大。
此外发现经过UV-Ozone处理,膜表现出较高的亲水性,因此与源漏电极间具有较好的粘附性能和较大的表面粘合力。
在UV-Ozone处理后,大大降低了IGZO 膜的氧空位和表面吸附氧比率。
Hsin-lu Chen[9]研究了使用UV处理超临界CO2流体(SCCO2)来改善In-Ga-Zn-O(IGZO)TFT器件的性能。
在这项研究中,在SCCO2环境中在不同的UV照射条件下通过溅射沉积非晶IGZO膜。
在用UV处理SCCO2之后,TFT的迁移率和亚阈值摆动可以显着改善。
图3.1 钝化机理示意图Hsin-lu Chen等人提出模型来解释改善机理。
在UV的帮助下,悬挂键可以被OH化学基团有效钝化,如图3.1所示。
未处理的IGZO膜具有许多悬空键作为陷阱,这些悬空键可能在能带中产生深的缺陷。
SS将受到那些深陷阱的严重影响。
在SCCO2处理的情况下,晶界中的深陷阱可以被OH化学基团钝化来抑制缺陷诱发势垒。
然而,由SCOO2钝化的键由于内部应力不完全结合而不能完全释放,导致许多深陷阱变成浅陷阱,浅陷阱将使迁移率的降低。
而UV可以破坏弱应变键,释放膜中的应力,为IGZO膜中的完美键合重建铺平道路。
从而迁移率和SS得到改善。
4总结氧等离子体处理有源层通过使薄膜表面缺陷减小,提高源漏极与半导体层间肖特基接触特性和降低薄膜中载流子浓度,增大薄膜电阻率,来控制TFT器件的电学性能。
但研究人员都只研究了不同氧等离子体处理时间和不同退火温度的组合对TFT性能的影响,也可研究不同氧等离子体功率及与压强组合的影响。
UV辐射同样可使得薄膜表面缺陷减小和使半导体层与源漏电极间具有较好的粘附性能来提高TFT器件工作性能。
研究也多是集中在探究UV辐照时间的变化对TFT影响,对UV 频率、波长不同对TFT影响的实验不多。
氧等离子体和UV辐射处理都可以不同程度改善TFT器件电学性能,但不同成分的半导体层及其制备方式和退火温度的组合需要权衡与优化,以获取最佳需要的性能。
参考文献[1] L.J.Brillson,H.L.Mosbacker,M.J.Hetzer,Y.Strzhemechny,G.H.Jessen.Dominant effect of near-interface native point defects on ZnOSchottky barriers,[J],Appl.Phys.Lett.,2007,90:102116-1-102116-3.[2]Y.P. Deng, J.H. Wu, and X.P. Qu, Effects of oxygen plasma etching and post-annealing on Pt Schottky contact on Mg doped InZnO. IEEE 11th international conference on solid-state and integrated circuit technology, 2012, 573–575.[3]Seungjun Lee, Seokhwan Bang, Joohyun Park, Soyeon Park, Wooho Jeong, and Hyeongtag Jeon,The effect of oxygen remote plasmatreatment on ZnO TFTs fabricated by atomiclayer deposition [J]Phys. Status Solidi,2010,A 207(8),1845-1849[4]Chun-Feng Hu,Ji-Yu Feng,Jin Zhou,Xin-Ping Qu, Investigation of oxygen and argon plasma treatment on Mg-dopedInZnO thin film transistors[J],Appl. Phys. A (2016) 122: 941[5]R. Hu, Y. Pei, Z. Chen, J. Yang, Y. Li, J. Lin, Y. Zhao, C. Wang, J. Liang, B. Fan, and G. Wang,Ultra-High Field-Effect Mobility Thin-FilmTransistors With Metal–Organic Chemical Vapor Deposition Grown In2O3 ChannelTreated by Oxygen MicrowavePlasma[J],2015,36:1163-1165[6]Jeong-SooLee, Seung-MinSong, Dong-WonKang, Yong-HoonKim, Jang-YeonKwon, and Min-Koo Han,Effects of Ultra-Violet Treatment on Electrical Characteristics of Solution-Processed Oxide Thin-Film Transistors,ECS Trans[J]. 2013 50(8): 121-127[7] Himadri Majumdar, Jaakko Leppäniemi, Kimmo Ojanperä, Olli-Heikki Huttunen, Ari Alastalo, Effect of UV light and low temperature on solution-processed,high-performance metal-oxide semiconductors and TFTs, IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES[J],2014,61(4):1093-1100.[8]Bo-Yuan Su, An-Hsiu Cheng, Jia-Ling Wu, Chun-Cheng Lin, Jian-Fu Tang, Sheng-Yuan Chu, andYung-Der Juang,UV-Ozone Process for Film Densification ofSolution-Processed InGaZnO Thin-Film Transistors[J],IEEE/OSA Journal of Display Technology[J],2015,11(1):6-12.[9]Hsin-lu Chen, Ting-Chang Chang, Tai-Fa Young, Tsung-Ming Tsai, Kuan-Chang Chang, Rui Zhang, Sheng-Yao Huang, Kai-Huang Chen, J. C. Lou, Min-Chen Chen, Chih-Cheng Shih,Syuan-Yong Huang, and Jung-Hui Chen,Ultra-violet light enhanced super critical fluid treatment in In-Ga-Zn-O thin filmtransistor.APPLIED PHYSICS LETTERS[J],2014,104(24).。