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基于n型和p型氧化物半导体的互补集成电路，用于平板显示器之外的应用
摘要： 氧化物半导体因其优异的电学性能、低温制备工艺、高均匀性及易于工业化生产的特点，在大面积薄膜电子器件制造领域极具吸引力。n型氧化物半导体（如InGaZnO）已高度成熟并实现商业化应用，广泛应用于平板显示器背板驱动电路。目前，开发基于氧化物半导体的低功耗电子电路仍亟需突破CMOS技术瓶颈。本文采用磁控溅射法制备的p型氧化锡和n型InGaZnO材料，成功构建了包括反相器、与非门、或非门、异或门、D锁存器、全加器以及7/11/21/51级环形振荡器（ROs）在内的多种CMOS电路。测试表明：反相器具有轨对轨输出特性，静态功耗低至8.84 nW，噪声容限高达约40%电源电压，成品率达98%，且标准偏差可忽略的高均匀性；逻辑门电路（与非/或非/异或）、D锁存器和全加器均呈现理想的输入-输出特性；环形振荡器展现出约1 μs的微小级延迟，以及大面积薄膜电子器件必需的极高均匀性与成品率。本研究为突破平板显示应用局限，构建基于全氧化物半导体的低功耗、大面积、大规模高性能透明/柔性CMOS电路提供了重要启示。
关键词： 互补金属氧化物半导体、氧化物半导体、薄膜晶体管（TFT）、集成电路
更新于2025-09-23 15:22:29
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溶液法制备的氧化锡半导体的易失性存储器特性
摘要： 本文展示并研究了溶胶-凝胶法制备的SnOx半导体的易失性存储特性。该SnOx材料表现出显著的自整流行为和高非线性特征，在正负电压区分别呈现低反向偏置电流与高正向偏置电流。其整流比可达3.7×10^5，选择比（I@Vread/I@0.5Vread）为10^2。正向偏置区存在钳位电流迟滞现象，证实了SnOx存储器件的易失性存储特性。高阻态（HRS）与低阻态（LRS）的电阻比约为10^5。此外，稳定性测试表明该存储器可重复工作超过1.5×10^3个循环周期。
关键词： 滞后现象、溶液法、氧化物半导体、薄膜、电学特性
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过自组装单层处理显著提升氧化物薄膜晶体管性能
摘要： 尽管自组装单分子层（SAM）处理栅极绝缘层是降低界面陷阱密度和表面能的有机薄膜晶体管（TFTs）标准工艺，但由于半导体沉积过程中可能损伤SAM，该技术很少用于氧化物半导体基TFTs。本研究通过探究等离子体损伤对SAM的影响与InGaZnO（IGZO）半导体薄膜沉积条件的关系，论证了采用十八烷基三氯硅烷（OTS）处理的超薄AlxOy栅极绝缘层提升氧化物TFTs性能的可行性。研究发现：在优化条件下，TFTs性能显著改善——界面陷阱密度降低50%，载流子迁移率和电流开关比分别提升2.3倍和76倍。SAM界面处理后器件偏压应力稳定性也获得大幅改善。该优化条件同样适用于OTS处理的HfOx栅极IGZO TFTs，其迁移率较未处理器件从7.8提升至16 cm2 V?1 s?1。这种简单高效的界面处理方法及相应器件有望应用于未来低成本、低功耗电子领域。
关键词： 界面处理、十八烷基三氯硅烷、自组装单分子层、薄膜晶体管、氧化物半导体
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于ZnO/NiO/Si异质结构、采用脉冲激光沉积法制备的磁双极晶体管
摘要： 氧化物半导体是下一代电子器件的有前途候选材料。本工作采用脉冲激光沉积技术在n型硅片上生长p-NiO和n-ZnO薄膜，并在670℃氧气环境下进行原位退火，制备了磁性双极晶体管。通过X射线衍射和拉曼光谱对这些薄膜进行结构表征，利用振动样品磁强计(VSM)研究其磁性能。采用共发射极配置直流偏置测试所制晶体管的I-V特性，通过传统晶体管输出特性确定结参数（如理想因子、串联电阻）及晶体管参数（如q点）。由于NiO中镍或氧空位的存在导致自旋极化双极输运，二极管和晶体管在外加磁场作用下电流增大。因此这些器件的电流放大可通过自旋控制，使其在自旋电子学应用中具有吸引力。
关键词： 氧化物半导体、脉冲激光沉积、自旋电子学应用、磁双极晶体管
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于InGaZnO-聚合物的有机-无机杂化异质结构长波长光电探测器
摘要： 有机-无机杂化异质结构因其广泛应用于电子和光电子领域而备受关注。本研究通过系统优化材料与器件结构，成功制备出基于有机-无机异质结构的高性能红光光电探测器。研究采用具有窄带隙的共轭聚合物（P(PDI-BDT-O)）作为光吸收层，与氧化铟镓锌（IGZO）层结合构建双层光电晶体管，在实现高迁移率的同时兼具高光电响应度。得益于该聚合物在宽波长范围内具有的高吸收系数以及聚合物与IGZO之间完美的能级匹配，器件在633纳米红光波长下展现出超高光电响应度（212 A/W）和比探测率（2×1012琼斯）。这些结果表明有机-无机异质结构在长波长光电探测器应用中具有重要潜力。
关键词： 共轭聚合物、氧化物半导体、有机-无机异质结构、红光光电探测器
更新于2025-09-23 15:19:57
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掺铝氧化锡薄膜的电学、结构、光学及粘附特性：用于透明柔性薄膜晶体管应用
摘要： 通过反应共溅射沉积的掺铝SnOx薄膜特性被研究，以评估其在透明柔性电子器件制造中的应用潜力。与未掺杂薄膜相比，掺铝2.2原子%的SnOx薄膜晶体管（TFT）展现出更优的半导体特性：亚阈值摆幅降低至约0.68 V/dec、开关电流比提升至约8×10^7、阈值电压（Vth）接近0 V，且在空气中Vth不稳定性显著降低81%——这归因于铝的强氧化势能减少了氧空位缺陷。该掺铝SnOx薄膜保持非晶结晶度、约97%的光学透过率及对塑料基板超过0.7 kgf/mm的粘附强度，因而成为制备透明柔性TFT的优质半导体候选材料。
关键词： 氧化锡，薄膜晶体管，铝掺杂，粘附性能，氧化物半导体
更新于2025-09-22 12:41:21
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3.6：采用顶栅IGZO TFT的55英寸超高清电视高可靠性OLED显示面板
摘要： 为改善顶栅非晶铟镓锌氧化物（a-IGZO）薄膜晶体管的电学特性，我们优化了IGZO层中的氧含量并降低了栅极绝缘层的过量氧。最终实现了8.5代玻璃基板上a-IGZO TFT阈值电压均匀性约0.61V。同时达到2小时正偏压温度应力（PBTS）下Δ0.1V、2小时负偏压温度不稳定性（NBTiS）下Δ-0.2V的偏置温度应力特性。此外，我们展示了具有高可靠性抗图像残留特性的55英寸4K超高清OLED电视。
关键词： 薄膜晶体管，有机发光二极管显示器，氧化物半导体，图像残留
更新于2025-09-11 14:15:04
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背栅电压对Zn<sub>1-(y+x)</sub>(Al<sub>x</sub>,Eu<sub>y</sub>)O薄膜电输运特性的影响
摘要： 我们研究了Zn1-(y+x)(Alx,Euy)O（x=0.00,0.01；y=0.00,0.01,0.02和0.05）薄膜的背栅电压（VBG）依赖性电导率。这些薄膜采用溶胶-凝胶与旋涂技术相结合的方法合成。通过监测掺铕(Zn,Al)O薄膜的纵向电导率曲线来测量其电导率变化。实验显示，施加±VBG会导致掺铕(Zn,Al)O薄膜的电导率急剧下降或上升——这种效应在掺铝ZnO薄膜中未观察到。其中(Eu)在(Zn,Al)O晶格中的含量是调控±VBG引起电导率变化的关键参数。当施加±VBG时，1摩尔%铕掺杂的Zn1-(y+0.01)(Al0.01,Euy)O薄膜表现出最大的电导率增幅，在无VBG条件下也具有最高的纵向电导率。当VBG=-100V时，1摩尔%铕掺杂(Zn,Al)O薄膜的电导率变化率达到436%。随着晶格中铕含量的增加，对VBG的响应显著降低，且5摩尔%铕掺杂(Zn,Al)O薄膜未观测到电导率变化。
关键词： 掺杂剂、氧化物半导体、II-VI族半导体、稀土元素、背栅电压
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于环保溶液工艺的高性能氧化锌锡薄膜晶体管
摘要： 采用简单环保的溶胶-凝胶法制备了氧化锌锡(ZTO)薄膜，并研究了其在薄膜晶体管(TFT)中的应用。退火温度对溶胶-凝胶ZTO薄膜的结构和电学性能具有关键影响。300-600℃退火的ZTO薄膜表面光滑均匀且呈非晶态，在可见光范围内具有超过90%的高光学透过率。ZTO TFT的电学性能明显依赖于退火温度，500℃退火的ZTO TFT展现出5.9 cm2/V·s的高载流子迁移率、10?-10?的高开关电流比(Ion/off)以及1.03V的阈值电压(Vth)。为验证溶胶-凝胶ZTO薄膜在低功耗显示领域的应用，我们还制备了采用溶液法制备高介电常数(高k)ZrTiOx介质层的ZTO TFT。该ZTO/ZrTiOx TFT在3V低工作电压下实现了17.9 cm2/V·s的高迁移率和10?-10?的开关电流比，表明无铟ZTO薄膜有望成为低成本高性能氧化物TFT器件的候选材料。
关键词： 氧化物半导体，溶胶-凝胶法，薄膜晶体管
更新于2025-09-11 14:15:04
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硅铟锌氧化物半导体金属覆盖层实现150°C低温加工的高性能薄膜晶体管工艺
摘要： 我们通过射频溅射技术在150°C的低温加工条件下制备了非晶硅铟锌氧化物(a-SIZO)薄膜晶体管(TFT)。在TFT上采用金属覆盖(MC)结构后性能得到提升。即使在低退火温度下，场效应迁移率(μFE)仍达到21.4 cm2/V·s，阈值电压偏移仅1.3 V。我们认为迁移率的提升归因于金属覆盖层，该层能有效阻隔氢气和水蒸气的环境效应。
关键词： SiInZnO、金属覆盖层、薄膜晶体管、氧化物半导体
更新于2025-09-11 14:15:04