研究目的
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。
研究成果
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。
研究不足
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。
1:实验设计与方法选择:
本研究比较了室温下脉冲激光沉积(PLD)和物理气相沉积(PVD)制备的AZO薄膜。选择PLD因其高激光能量和无离子损伤特性,旨在提升薄膜质量。
2:样品选择与数据来源:
在玻璃衬底上沉积80纳米厚的AZO薄膜(Al2O3:ZnO重量比2:98)。
3:实验设备与材料清单:
设备包括射频磁控溅射系统(Kurt J. Lesker)、PLD系统(细节未完全说明,但使用波长248纳米的KrF激光器)、XRD(PANalytical)、AFM(布鲁克Multimode 8)、霍尔测量系统、紫外-可见分光光度计、XPS(赛默飞世尔科技)。材料包括玻璃衬底、AZO靶材、用于栅电极的ITO、用于栅绝缘层的SiO2、用于有源层的IGZO和Al2O3。
4:8)、霍尔测量系统、紫外-可见分光光度计、XPS(赛默飞世尔科技)。材料包括玻璃衬底、AZO靶材、用于栅电极的ITO、用于栅绝缘层的SiO用于有源层的IGZO和Al2O3。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:AZO薄膜通过PVD(氩气环境,1毫托压力,80瓦功率)和PLD(氧流量0 sccm,脉冲能量400毫焦,重复频率5赫兹)沉积。TFT采用底栅结构制备:ITO栅电极和SiO2栅绝缘层通过PVD和PECVD沉积,IGZO(9.5纳米)和Al2O3(3.5纳米)有源层通过溅射沉积,AZO源/漏电极通过掩模光刻图案化。表征包括XRD、AFM、霍尔、紫外、XPS测量及TFT电学测试。
5:5纳米)和Al2O3(5纳米)有源层通过溅射沉积,AZO源/漏电极通过掩模光刻图案化。表征包括XRD、AFM、霍尔、紫外、XPS测量及TFT电学测试。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用标准公式计算电阻率、霍尔迁移率、光学带隙(利用Tauc图)、接触电阻(利用传输长度法),并对薄膜与器件参数进行统计比较。
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AFM
Multimode 8
Bruker
Used to measure surface roughness of AZO films.
-
RF magnetron sputtering system
Not specified
Kurt J. Lesker
Used for depositing PVD-AZO films and other layers in TFT fabrication.
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XRD
Not specified
PANalytical
Used to analyze the crystallinity of AZO films.
-
XPS
Not specified
Thermo Fisher Scientific
Used to analyze chemical composition and oxygen vacancies in AZO films.
-
PLD system
Not fully specified, uses KrF laser
Not specified
Used for depositing PLD-AZO films with high energy laser.
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