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通过脉冲激光沉积法制备的高导电透明AZO薄膜作为TFT的源/漏电极

DOI:10.3390/ma11122480 期刊:Materials 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:23:52
摘要: 掺铝氧化锌(AZO)因其价格低廉、高透明度和环保特性,在导电电极领域具有广阔前景。然而,在不进行热退火的情况下提升AZO导电性并实现半导体与AZO源/漏(S/D)电极的欧姆接触仍是挑战。本研究报道采用脉冲激光沉积(PLD)技术——凭借激光高能量和无离子损伤的特性——显著改善了AZO薄膜的综合性能。80纳米厚的AZO S/D电极展现出优异光学特性(透光率90.43%,光学带隙3.42 eV)、良好电学性能(电阻率16×10?? Ω·cm,霍尔迁移率3.47 cm2/V·s,载流子浓度9.77×102? cm?3)及卓越表面平整度(扫描区域5×5 μm2下均方根粗糙度Rq=1.15 nm)。更关键的是,其对应的薄膜晶体管(TFT)具有低接触电阻(RSD=0.3 MΩ),表现出卓越性能:饱和迁移率(μsat)达8.59 cm2/V·s,开关比Ion/Ioff为4.13×10?,亚阈值摆幅(SS)0.435 V/十倍频,且在PBS/NBS条件下稳定性良好。此外,构成该透明TFT的未构图多层膜平均透光率达78.5%。该TFT制备工艺可适配转移至透明阵列或柔性基板,符合显示技术发展趋势。
作者: Hongke Zhang,Xiaoqing Li,Zhiqiang Fang,Yuxi Deng,Xubing Lu,Hong Tao,Honglong Ning,Rihui Yao,Junbiao Peng,Xiaochen Zhang
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研究概述 实验方案 设备清单

在不进行热退火的情况下,提高AZO薄膜的导电性和透明度,使其适用于薄膜晶体管中的源/漏电极,并实现与半导体层的欧姆接触。

与PVD薄膜相比,PLD法制备的AZO薄膜具有更优异的电学、光学及表面特性,能制造出迁移率高、开关比大、亚阈值摆幅小且稳定性强的高性能透明TFT。其低接触电阻与高透光率使其适用于透明显示器,为ITO提供了无毒替代方案。

该研究仅限于室温沉积且未进行热退火处理,与退火薄膜相比可能无法实现最低电阻率。虽然提到脉冲激光沉积(PLD)技术在大规模生产中具有可扩展性优势,但尚未经过充分验证。特定设备和材料的使用可能会限制其他实验室的实验重现性。

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