退火溫度對非晶銦鎢氧薄膜晶體管特性的影響

許　玲，吳　崎，董承遠

(上海交通大學 電子工程系，上?！?00240)

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退火溫度對非晶銦鎢氧薄膜晶體管特性的影響

許玲，吳崎，董承遠*

(上海交通大學 電子工程系，上海200240)

非晶銦鎢氧(a-IWO)薄膜晶體管(TFT)具有高遷移率和高穩定性的優點，但其適合于實際生產的制備工藝條件尚有待摸索。本文研究了退火溫度對a-IWO TFT電學特性影響的基本規律和內部機理。實驗結果表明，隨著退火溫度的升高，a-IWO TFT的場效應遷移率也相應增加，這是由于高溫退火下a-IWO薄膜中氧空位含量增多并進而導致載流子濃度增加的緣故。此外，a-IWO TFT的亞閾值擺幅和閾值電壓在200 ℃下退火達到最佳，我們認為主要原因在于此時a-IWO薄膜的表面粗糙度最小并形成了最佳的前溝道界面狀態。

非晶銦鎢氧；薄膜晶體管；退火溫度；氧空位；表面粗糙度

*Corresponding Author,E-mail:cydong@sjtu.edu.cn

1　引　　言

自本世紀初以來，以非晶氧化物半導體(AOS)為有源層材料的薄膜晶體管(TFT)器件因為具有場效應遷移率大、亞閾值擺幅小和大面積均一性好等優點而逐漸被普遍認為將有可能取代非晶硅薄膜晶體管并成為下一代平板顯示(FPD)的有源矩陣驅動電子器件[1-9]。其中，非晶銦鎵鋅氧(a-IGZO)最為研究人員所關注并已經成為AOS TFT有源層的主流材料[1-5]。然而，由于a-IGZO中采用ZnO和Ga2O3以促進非晶結構的形成和抑制載流子濃度，其場效應遷移率并不能達到很高，一般在10 cm2·V-1·s-1左右[6-9]。當前，平板顯示的分辨率越來越高，使得a-IGZO TFT相對不高的場效應遷移率越來越難以滿足相關技術需求。另一方面，a-IGZO TFT的穩定性也不是很理想，這也制約其在FPD中的進一步應用?！?br>