氧化物薄膜晶体管

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金属氧化物薄膜晶体管

金属氧化物薄膜晶体管说到金属氧化物薄膜晶体管，听起来是不是有点高大上？其实它就像一个聪明的小伙子，默默地在我们生活中发挥着大作用。

你可能没注意到，这家伙可是现代电子设备的“心脏”，像手机、平板电脑，还有那些精致的小显示器，全靠它们在那儿忙乎。

想象一下，如果没有这些晶体管，咱们的电子世界会是什么样子？可能连看个视频都得费劲儿，简直是梦回石器时代。

你看，这种金属氧化物薄膜晶体管就像一块薄薄的“护身符”，它里面充满了神奇的科学原理。

先别打瞌睡，咱们接着聊聊它的构造。

想象一下，有一层层的薄膜，像洋葱一样，轻轻一剥就能看到里面的奥秘。

底下是一个绝佳的半导体材料，上面是一层金属氧化物，简直是个绝配！这个金属氧化物能有效地控制电流的流动，就像你在路口指挥交通一样，把信号传递得流畅无阻。

你可能会问，这玩意儿有什么好处？哎呀，这可多了去了！金属氧化物薄膜晶体管能在低温下工作，这就像冬天里喝杯热茶，暖暖和和。

再加上它的功耗低，真是环保的小能手，帮我们省电又省钱。

谁不喜欢在月末看到账单时笑开怀呢？说到性能，那就更是让人惊喜了。

它的响应速度快得让人目不暇接，感觉像在看一场速度与激情的电影。

显示效果也没得说，颜色鲜艳得像是调色盘撒了满地，看的时候心里都乐开了花。

用它来做显示屏，简直是让人眼前一亮。

想象一下，玩游戏的时候，那种画面流畅得跟喝了红牛似的，爽快得不得了。

不过呢，金属氧化物薄膜晶体管也不是完美无瑕的，偶尔也会有点小脾气。

比如，在高温环境下工作时，它的稳定性就会受到影响。

就像一只小猫，天冷了就懒洋洋的不想动，得找个温暖的地方才能继续发挥。

有些时候它的制备工艺比较复杂，需要耗费不少时间和精力，真是让人捉急。

但话又说回来，科学家们可从来没有放弃过这个小家伙。

为了让它变得更加强大，很多研究者都在不断探索新材料、新工艺，就像为它升级打怪一样，力求让它在性能和稳定性上都能有所提升。

看到他们的努力，心里不禁感慨，科技真是日新月异，像赶场似的，不断向前。

基于双栅结构的氧化锌薄膜晶体管发展研究

基于双栅结构的氧化锌薄膜晶体管发展研究摘要：从上个世纪80年代起，薄膜晶体管(TFT) 的制备工艺、特性表征和模型建构等研究基本都是基于单栅器件进行的，所以单栅的TFT器件的工艺制备、器件结构解析模型等都研究的相对比较成熟。

然而，近几年，一种具有发展潜力的双栅结构TFT引起了世界普遍的关注。

双栅结构的TFT具有更强的电流驱动能力，更低的漏电流和较好的亚阈值特性，可以抑制短沟道效应等优点，逐渐成为颇具有发展前景的新型器件结构。

本论文在氧化锌 (ZnO) 的性质和薄膜的制备方面做一些讨论，并对常规TFT的结构进行分析，探讨了双栅结构的ZnO薄膜晶体管的工作模式。

关键词：氧化锌，双栅结构，工作模式0引言有源矩阵液晶显示器和有源矩阵有机发光二极管显示器是新型显示技术的主流，而TFT是有源矩阵显示驱动电路的核心器件。

近几年，以ZnO-TFT为代表的氧化物薄膜晶体管因具有相对高的迁移率、简单的制备工艺、均匀性好、制备温度低等优点得到了迅速的发展，被认为是最有希望的下一代薄膜晶体管技术。

1氧化锌材料性质ZnO是一种新型的II-VI族宽带隙半导体材料，常温下其禁带宽度为3.37ev[1]，为直接带隙半导体。

II-VI族半导体包括VI族元素Zn，Cd，Hg 与Ⅱ族元素O，S，Se，Te组成的二元化合物[2]。

ZnO与氮化镓(GaN)具有相近的晶格常数和禁带宽度，原料易得廉价，而且相对于GaN，ZnO具有更高的熔点(1975 o C)和激子束缚能(60meV，GaN为21meV)。

在ZnO研究和应用中，薄膜是其主要的形态结构。

ZnO的晶体结构主要为六边纤锌矿结构和立方闪锌矿结构，纤锌矿结构稳定性最高。

ZnO 薄膜非常容易成膜，现有的工艺技术都可以获得质量稳定的ZnO薄膜。

ZnO的刻蚀工艺也简单，最重要的是ZnO的原材料非常多，容易得到，没有毒性，没有污染，成本便宜，有着非常广泛的潜在的应用领域，在全球范围内引起了广泛的关注。

氧化物薄膜晶体管的应用

氧化物薄膜晶体管的应用氧化物薄膜晶体管是一种在电子行业中广泛应用的半导体器件。

它是一种可控晶体管，用于控制电流流动。

氧化物薄膜晶体管的应用在现代电子设备中变得越来越普遍。

氧化物薄膜晶体管由一层极薄的氧化物薄膜和一层半导体材料构成。

这种晶体管的制造过程很简单，成本也很低。

氧化物薄膜晶体管的最大特点是它的门电压非常低，且不会受到亚微米级别的细小电荷的影响，这使得它在集成电路中得到广泛应用。

氧化物薄膜晶体管的应用在电子行业中非常广泛。

它可以用于制造各种类型的半导体器件，如逻辑门、模拟电路、放大器、计时器、计数器、计算机存储器和显示器。

此外，氧化物薄膜晶体管还可以用于制造传感器、光电器件和太阳能电池。

在集成电路中，氧化物薄膜晶体管被广泛应用于静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）等存储器件中。

由于其门电压低，氧化物薄膜晶体管可以实现更高的数据存储密度和更快的数据访问速度。

此外，氧化物薄膜晶体管还可以用于制造高速运算器和数字信号处理器等微处理器。

在显示技术中，氧化物薄膜晶体管被用于制造高分辨率液晶显示器和有机发光二极管（OLED）显示器。

氧化物薄膜晶体管在这些显示器中用于控制像素的亮度和颜色，以及实现更高的分辨率和更低的功耗。

氧化物薄膜晶体管还可以用于制造传感器和光电器件。

例如，它可以用于制造温度传感器、压力传感器和湿度传感器等传感器。

此外，氧化物薄膜晶体管还可以用于制造光电二极管、光电晶体管和光电感应器等光电器件。

氧化物薄膜晶体管的应用在现代电子设备中变得越来越广泛。

由于其成本低、制造工艺简单和门电压低等优点，它已成为电子器件制造中不可或缺的一部分。

未来，随着电子技术的不断发展，氧化物薄膜晶体管的应用将会越来越广泛。

金属氧化物tft的发展历程

金属氧化物tft的发展历程金属氧化物薄膜晶体管（TFT）是一种关键的材料，广泛应用于电子设备的显示和驱动电路中。

下面将介绍金属氧化物TFT的发展历程。

20世纪60年代初，晶体管技术开始在电子设备中得到应用。

早期的晶体管采用硅材料制造，但其制造过程复杂且成本高昂。

为了寻找一种更经济实用的晶体管材料，科学家开始研究金属氧化物材料的特性和潜力。

1964年，美国贝尔实验室的物理学家 David J. Payne 首次发现了二氧化锰（MnO2）薄膜晶体管的半导体特性。

随后，科学家们逐渐发现了其他金属氧化物材料的半导体性质。

1971年，美国IBM公司的物理学家 Ching W. Tang 独立地提出了铝门电极技术，利用含铝的氧化物作为半导体材料，成功制造出可用于驱动显示器的金属氧化物TFT。

此后，金属氧化物TFT的发展逐渐加速。

20世纪80年代，随着液晶显示技术的发展，金属氧化物TFT开始广泛应用于液晶显示器中，取代了传统的液晶驱动电路。

金属氧化物TFT具有高尺寸稳定性、低失真度、高电子迁移率等优点，能够提供更清晰、稳定的显示效果。

20世纪90年代，随着电子设备的迅速发展，金属氧化物TFT的研究重点开始转向提高材料的性能和制造工艺的改进。

科学家们陆续发现了多种金属氧化物材料的优异特性，如氧化锌（ZnO）、氧化铟（In2O3）、氧化铟锌（IZO）等。

随着新材料的引入和工艺的不断改进，金属氧化物TFT在性能和可制备性方面取得了显著的进展。

例如，氧化锌TFT具有高电子迁移率（可达到100 cm²/Vs以上）、低工作电压和低功耗等优点，广泛用于手机、平板电脑、电视等电子设备的显示和驱动电路中。

此外，金属氧化物TFT还被应用于柔性显示技术、光电传感器、射频识别和生物传感器等领域。

通过不断的研究和创新，金属氧化物TFT的应用前景将更加广阔。

总结起来，金属氧化物薄膜晶体管作为一种重要的材料，在电子设备的显示和驱动电路中发挥着重要作用。

氧化物薄膜晶体管研究

氧化物薄膜晶体管研究随着科技的不断发展，氧化物薄膜晶体管作为一种重要的电子器件，在集成电路、生物医学、光电子等领域得到了广泛的应用。

本文将详细讨论氧化物薄膜晶体管的制备、特性、应用等方面，旨在为相关领域的研究人员提供一些参考。

一、氧化物薄膜晶体管的制备氧化物薄膜晶体管的制备主要包括基底准备、氧化物薄膜的生长和器件的加工三个环节。

其中，基底准备是关键步骤之一，它直接影响着氧化物薄膜的生长和器件的性能。

常用的基底材料有硅、玻璃、金属等，需要根据实际应用需求进行选择。

氧化物薄膜的生长是制备过程中的核心环节，常用的方法有物理气相沉积、化学气相沉积、溶胶-凝胶法等。

这些方法各有优劣，需要根据实际需求进行选择。

例如，物理气相沉积和化学气相沉积方法可以在较高的温度下制备出高质量的氧化物薄膜，但设备成本较高，工艺复杂；溶胶-凝胶法则可以在较低的温度下制备出均匀、透明的氧化物薄膜，但需要严格控制工艺条件，以保证薄膜的质量。

在氧化物薄膜生长完成后，需要进行器件的加工，包括源极、栅极、漏极等部位的制备和连接。

这一步骤通常需要使用光刻、刻蚀等技术，需要严格控制工艺参数，以保证器件的性能和稳定性。

二、氧化物薄膜晶体管的特性氧化物薄膜晶体管作为一种电子器件，具有一些独特的特性。

首先，氧化物薄膜晶体管的载流子迁移率较高，可以达到硅基器件的几十倍甚至上百倍，这使得其具有较高的开关速度和较低的功耗。

其次，氧化物薄膜晶体管的阈值电压较低，这使得其具有较低的驱动电压，有利于实现低功耗应用。

此外，氧化物薄膜晶体管的制备工艺相对简单，成本较低，适合大规模生产。

三、氧化物薄膜晶体管的应用由于其独特的特性，氧化物薄膜晶体管在多个领域得到了广泛的应用。

例如，在集成电路中，氧化物薄膜晶体管可以作为数字和模拟电路的基本元件，用于实现逻辑运算、信号放大等功能。

在生物医学领域，氧化物薄膜晶体管可以用于构建生物传感器和神经模拟器，用于检测生物分子和模拟神经信号传导。

氧化物薄膜晶体管

氧化物薄膜晶体管
1 关于氧化物薄膜晶体管
氧化物薄膜晶体管（Oxide Thin Film Transistor，简称OTFT）是一种利用氧化物材料作为晶体管通道的器件，并且这种氧化物材料的厚度在一百到几千纳米之间，因此其被称之为薄膜晶体管。

由于氧化物材料具有结构简单，制作工艺简单，电性优良，而且能够直接制备在易受损的衬底表面，因而OTFT被众多研究者视为如今新型平板显示器（Panel Display）的重要关键。

2 优势
OTFT特别适合立体显示和柔性显示技术，如头戴式虚拟现实（Headmounted Virtual Reality）显示器，因其可实现大尺寸或超大尺寸集群控制，而且具有器件构筑厚度超薄，弯曲抗性强，散热快，耐腐蚀性强，适应度宽等优势，而这一优势显著减少了电子消费品的厚度与体积，大大增强了设备的可靠性和安全性，并且可满足响应速度与大视角要求。

3 应用
OTFT众多优势使其在消费类电子产品领域获得了快速发展，其应用领域不仅包括有表面张力显示屏，头显，可穿戴设备；还可适用于手机，数码摄像机，数字相框，MP3，GPS等多种产品。

而手机，电视和信息显示设备的发展已推动OTFT成为新一代显示技术的关键。

可预言，OTFT技术将成为未来将来消费性电子产品的重要元件。

4 结论
由于其具有结构简单，电性优良，灵敏极高，构筑厚度超薄，弯曲抗力强等优势，OTFT技术推动了消费类电子产品的发展，并预示着今后消费类电子产品依赖OTFT技术将更加广泛。

薄膜晶体管(TFT)基础知识

关于TFTThin film transistor(TFT):薄膜晶体管原理类似于MOS 晶体管，区别在于MOS 是凭借反型层导电，TFT 凭借多子的积累导电。

常见TFT 结构：底栅结构（BG ）、顶栅结构（TG ）和双栅结构（DG ）如下图所示源极漏极有源层栅极衬底绝缘层栅极绝缘层源极漏极有源层衬底衬底有源层漏极栅极源极绝缘层绝缘层栅极a ） BG 结构b ）TG 结构c ）DG 结构图一.常见的TFT 结构BG 特点：金属栅极和绝缘层可同时作为光学保护层，避免产生光生载流子，影响电学稳定性，通常在最上层加一层钝化层以减少外界干扰。

TG 特点：可以通过改善光刻工艺降低成本。

但要加保护层，防止背光源照射到有源层，产生光生载流子，影响电学性能。

DG 特点：可通过调节背栅电压来调整阈值电压，增加了器件的阈值稳定性。

弥补了BG 和TG 的缺点。

有报道称和C G 成反比关系，而双栅结构的C G =C BG +C TG ，所以DG 结构有较好的阈值稳定性。

表征TFT 性能的参数：1）阈值电压：决定了器件的功耗，阈值越小越好。

2）迁移率：表征器件的导电能力。

3）开关电流比I On /I Off ：表征栅极对有源层的控制能力。

4）亚阈值摆幅S:漏极电流减小一个数量级所需的栅压变化，表征TFT 的开关能力。

TFT 的发展：主要是沟道材料的变化：氢化非晶硅多晶硅金属氧化物（ZnO 和a-IGZO ）表1为以上材料的性能对比：由表1可以看出，1.非晶Si：迁移率较低，不透明，禁带宽度低，光照下不稳定。

2.多晶Si: 有较高的迁移率，但均匀性差，难大面积制备性质均匀的薄膜。

3.金属氧化物：有较高的迁移率，可见光透过率高，禁带宽度高，稳定性好。

金属氧化物ZnO和IGZO由于较高的迁移率和透光性，成为现阶段器件中主流的沟道材料。

IGZO和ZnO的性质：纯净的金属氧化物是不导电的，ZnO和IGZO的导电是在制备过程中会产生元素空位，ZnO 中既有Zn空位，又有O空位，呈弱n型半导体性质，这一性质决定了ZnO作为沟道层时在负压下阈值有较大的偏移，而IGZO主要以氧空位为主，呈强n型半导体性质，沟道层中几乎没有空穴，这使得IGZO在负压下有较好的阈值稳定性。

金属氧化物薄膜晶体管电特性参数的提取

金属氧化物薄膜晶体管电特性参数的提取陈文彬;何永阳;陈赞【摘要】采用磁控溅射法制备了底栅反交叠刻蚀阻挡型(ES)金属氧化物薄膜晶体管(α-IGZO TFT),测试了TFT电流-电压特性曲线.根据TFT的一级近似模型,结合实验数据提出了TFT电特性参数提取方法.在TFT的线性区和饱和区采用线性拟合提取了TFT的场效应迁移率和阈值电压,定义了TFT的开态电流和关态电流,在TFT 的亚阈值区分别采用线性拟合和一阶导数的方法提取了TFT的亚阈值摆幅.通过筛选测试条件和数据拟合范围,得到α-IGZO TFT线性区和饱和区场效应迁移率和阈值电压分别为6.27 cm2/V·s和7.7 V;7.24 cm2/V·s和4.3V,α-IGZO TFT的开关比和亚阈值摆幅分别为109和272 mV/dec.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2018(037)011【总页数】4页(P42-44,48)【关键词】金属氧化物薄膜晶体管;电特性参数;刻蚀阻挡型【作者】陈文彬;何永阳;陈赞【作者单位】电子科技大学光电信息学院,成都610054;电子科技大学光电信息学院,成都610054;电子科技大学光电信息学院,成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN321+.5;G4820 引言薄膜晶体管技术是平板显示的核心技术[1]，其所采用的半导体材料经历了氢化非晶硅(α-Si:H)、纳米晶硅和低温多晶硅(LTPS)的发展[2-3]。

近年来更是出现了以α-IGZO为代表的金属氧化物TFT[4-5]，国内也已经将α-IGZO TFT引入到了实验教学中[6]。

TFT性能的高低以TFT的特性参数来表征，TFT的特性参数须从TFT电流-电压特性，即转移特性曲线和输出特性曲线中提取。

尽管Shur等建立了精确的α-Si:H TFT和LTPS TFT物理模型[7]，但是，由于物理概念清晰，使用相对简单，TFT的电流-电压特性仍然常用TFT的一级模型来描述，实验室中或新型TFT技术开发中经常用来结合实验数据进行TFT特性参数提取。

p型薄膜晶体管(TFT)的研究进展

近年来，氧化物薄膜晶体管发展迅速，高迁移率、高可见光透过率以及低温加工工艺等优势使其在柔性显示领域占据重要地位。

目前关于氧化物TFT 的文章报道大部分是n 型TFT，为进一步提高集成电路的性能，需要制造有稳定性能的p 型TFT。

文章对比了4种TFT 器件结构的组成、工作原理以及其在显示器领域中的应用，重点阐述了自1997年起p 型TFT 的研究进展，包括其制备方法、制备原材料以及得到的TFT 的相关性能等；最后详细介绍了制备p 型TFT 的半导体材料和其新型应用领域，表明p 型TFT 在显示领域中具有重要应用前景。

关键词：薄膜晶体管；p 型；金属氧化物；铜铁矿；半导体材料中图分类号：TB34 文献标识码：A DOI：10.19881/ki.1006-3676.2020.12.09Research Status of p-type Thin Film Transistor(TFT)Zhang Shiliang 1 Zhai Rongli 2（1. Soda Factory of Shandong Haihua Co. Ltd.， Shandong，Weifang，262737；2.School of Microelectronics，Shandong University，Shandong，Jinan，250101）Abstract ：As one of the leading technology in the field of flat panel display，thin-film transistor (TFT) plays an important role in the electronic information industry. In recent years，oxide-based thin-film transistors have developed rapidly，the advantages of high mobility，high transmittance in visible light，and low-temperature fabrication processes make them important in the field of flexible displays. Most of the current reports on oxide TFTs are n-type TFTs，to further improve the performance of integrated circuits，it is necessary to manufacture p-type TFTs with stable performance. Based on the relevant theory of TFT，this paper discusses the four device structures，working principle and the major applications of TFT in the field of displays，then，through in-depth understanding of p-type TFT，the research progress of p-type TFT since 1997，including its preparation method，preparation raw materials，and related parameters of the obtained TFT，etc.，were reviewed；finally， the semiconductor materials for the preparation of p-type TFTs and their new application fields are also described in detail，indicating that p-type TFTs have made significant contributions in the field of display.Key words ：Thin film transistor；p-type；Metal oxide；Delafossite；Semiconductor2山东大学微电子学院，山东，济南，250101）的研究进展基金项目：本文系山东省自然科学基金项目（项目编号ZR2018QEM002）研究成果。

金属氧化物tft的发展历程

金属氧化物tft的发展历程金属氧化物薄膜晶体管（Thin Film Transistor，TFT）是一种基于金属氧化物材料制成的薄膜晶体管，它具有低成本、高性能等优点，已经在显示技术领域得到了广泛的应用。

以下将介绍金属氧化物TFT的发展历程。

20世纪60年代，美国贝尔实验室的莱斯·海尔以及麻省理工学院的穆尔等人首次提出了金属氧化物薄膜晶体管的概念。

但是，当时的金属氧化物材料存在着不稳定、低导电性等问题，因此无法得到广泛应用。

20世纪70年代中后期，石英玻璃基板上的金属氧化物薄膜晶体管开始得到一些关注。

这是因为石英玻璃具有良好的热稳定性和低温系数，可以有效地降低晶体管中温度引起的性能变化。

然而，由于金属氧化物材料的不稳定性和制造工艺的限制，这种沉积在石英玻璃上的金属氧化物TFT的性能仍然不够稳定和可靠。

20世纪80年代，美国IBM公司的科学家发现，在稳定的石英玻璃基板上使用铝掺杂锌氧（AZO）材料来制备TFT，可以显著提高金属氧化物TFT的性能。

此外，他们还发现，在薄膜中引入硅的掺杂可以进一步改善TFT性能。

这些发现为金属氧化物TFT的发展提供了重要的思路。

20世纪90年代，韩国和日本的研究人员开始大量研究金属氧化物TFT，并取得了一系列重要的突破。

他们发现，使用氮化铟（InN）作为源、漏极材料，可以大幅度提高TFT的电流驱动能力。

此外，他们还发现，使用金属氧化物Al2O3作为介电层可以进一步提高TFT的性能。

进入21世纪，随着纳米技术和材料科学的发展，金属氧化物TFT得到了进一步的改进和突破。

研究人员开始关注氧化铟锡（ITO）材料的应用，并取得了一些重要的成果。

他们发现，将ITO材料与氧化锌等金属氧化物进行复合，可以显著提高TFT的性能。

此外，他们还通过引入氮气等掺杂剂来调控金属氧化物TFT的导电性能。

目前，金属氧化物TFT已经广泛应用于显示技术领域。

例如，薄膜电晶体管液晶显示器（TFT-LCD）中的TFT就是采用金属氧化物材料制成的。

高迁移率金属氧化物半导体薄膜晶体管的研究进展

第 39 卷第 4 期2024 年 4 月Vol.39 No.4Apr. 2024液晶与显示Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays高迁移率金属氧化物半导体薄膜晶体管的研究进展李强，葛春桥*，陈露，钟威平，梁齐莹，柳春锡，丁金铎（中山智隆新材料科技有限公司，广东中山 528459）摘要：基于金属氧化物半导体（MOS）的薄膜晶体管（TFT）由于较高的场效应迁移率（μFE）、极低的关断漏电流和大面积电性均匀等特点，已成为助推平板显示或柔性显示产业发展的一项关键技术。

经过30余年的研究，非晶铟镓锌氧化物（a-IGZO）率先替代非晶硅（a-Si）在TFT中得到推广应用。

然而，为了同时满足显示产业对更高生产效益、更佳显示性能（如高分辨率、高刷新率等）和更低功耗等多元升级要求，需要迁移率更高的MOS TFTs技术。

本文从固体物理学的角度，系统综述了MOS TFTs通过多元MOS材料实现高迁移率特性的研究进展，并讨论了迁移率与器件稳定性之间的关系。

最后，总结展望了MOS TFTs的现状和发展趋势。

关键词：金属氧化物半导体；薄膜晶体管；场效应迁移率；偏压稳定性中图分类号：TN321+.5 文献标识码：A doi：10.37188/CJLCD.2024-0032Research progress of high mobility metal oxide semiconductorthin film transistorsLI Qiang，GE Chunqiao*，CHEN Lu，ZHONG Weiping，LIANG Qiying，LIU Chunxi，DING Jinduo （Zhongshan Zhilong New Material Technology Co. Ltd.， Zhongshan 528459， China）Abstract：Thin-film transistor （TFT）based on metal oxide semiconductor （MOS）has become a key technology to boost the development of the flat panel display or flexible display industry due to their high field-effect mobility （μFE）， extremely low cut-off leakage current and good large-area electrical uniformity. After more than 30 years of research，amorphous indium gallium zinc oxide （a-IGZO）is the first to be popularized in TFT by replacing the amorphous silicon （a-Si）. However， in order to simultaneously meet the multiple upgrade requirements of the display industry for higher productivity，better display performance （such as high resolution， high refresh rate，etc.） and lower power consumption， MOS TFTs technology with higher mobility is required.From the perspective of solid-state physics，this paper reviews the research progress of MOS TFTs to achieve high mobility characteristics through multi-component MOS materials， and discusses the relationship between mobility and device stability. Finally， the status quo and development trend of MOS TFTs are summarized and prospected.文章编号：1007-2780（2024）04-0447-19收稿日期：2024-01-23；修订日期：2024-02-14.基金项目：中山市科技计划（No.LJ2021006，No.CXTD2022005，No.2022A1009）Supported by Zhongshan Science and Technology Development Plan（No.LJ2021006，No.CXTD2022005，No.2022A1009）*通信联系人，E-mail：gechunqiao@zhilong.pro第 39 卷液晶与显示Key words： metal oxide semiconductor； thin-film transistor； field-effect mobility； bias stability1 引言在各类消费电子和工业设备显示中，薄膜晶体管（TFT）驱动背板是保障显示屏幕稳定运行的核心部件。

氧化物薄膜晶体管的应用

氧化物薄膜晶体管的应用1 前言氧化物薄膜晶体管（ oxide field-effect transistor，OFET）是一种导电性极高的半导体晶体管结构，它可以精确地控制电流通过器件的流量，从而可以用来控制电子信号。

相对于传统的MOSFET和bjt晶体管，OFET的优势在于它可以大大缩短晶体管的物理尺寸，从而将功耗降低，在无线射频（RF）和低功耗（低功耗）应用中可以提供更好的性能。

OFET的发展让我们有可能将电子元件尺寸进一步缩小，从而在芯片中实现更高的集成度和性能。

它有助于我们将传感器等电子元件集成在路面、汽车以及穿戴设备中，实现更加智能化和自动化的技术。

2 基本结构OFET晶体管主要由氧化层、热沉淀晶体、缓冲层和金属接触层组成，如图1所示。

氧化层的厚度多为几小米，对于OFET的整体性能有很大的影响。

热沉淀晶体的类型可以有多种，例如氧化锆、氧化铝、氧化镁等。

缓冲层是一种非常重要的材料，它可以防止掺杂物使晶体管结构泄漏电流。

金属接触层负责传输电流，它使晶体管可以连接到电子电路中。

3 功能性OFET可以实现低至毫米范围的微型晶体管，因此，OFET在大部分消费类电子产品中都得到了广泛的应用。

它在微型传感器中的应用是最为重要的，它可以根据环境变化而变化，从而实现自动监测和控制。

OFET也可以用于汽车电子电路中，例如节气门控制电路、传动系统控制电路、燃油系统控制电路、变速器控制电路等。

它们可以大大缩短控制环节的时间，提高汽车的燃油经济性和性能。

此外，OFET还可以用于改善电子元件的功率效率，减少元件的体积，提高芯片的效率和可靠性。

它们也可以增强射频（RF）信号的接收和发射效率，实现更高效的信号传输。

4 结论氧化物薄膜晶体管作为新兴的晶体管结构，受到越来越多的关注，已经在消费电子产品、传感器、汽车电子应用、射频信号接收和发射等领域取得了巨大的成功。

随着材料研究的不断深入，OFET的性能将会有很大的提升，预计未来将在更多领域得到广泛应用。

金属氧化物薄膜晶体管最新研究进展

金属氧化物薄膜晶体管最新研究进展王春兰;李玉庆;韩莎;姚奇;高博【摘要】薄膜晶体管(TFTs)为满足高性能平板显示器的发展需求,正经历着快速增长的态势,同时其应用也扩大到新型透明电子和功能型电子领域.基于大量文献和研究工作,阐述金属氧化物TFTs的发展历程,非晶硅、低温多晶硅以及有机物等半导体材料TFTs的研究现状,重点论述基于单一或多元金属组分以及复合纳米结构的高性能氧化物TFTs的关键性结构和迁移率.认为新型复合纳米结构的氧化物TFTs不仅在很大范围内影响现有的电子器件,而且也将应用于新型的显示、存储以及通信等重要领域.这些新型薄膜材料以及薄膜电子器件未来将会在超越传统薄膜电子领域呈现全新的局面.【期刊名称】《纺织高校基础科学学报》【年(卷),期】2018(031)004【总页数】8页(P438-445)【关键词】薄膜晶体管;金属氧化物;高迁移率;显示器;低温多晶硅;非晶硅;半导体材料【作者】王春兰;李玉庆;韩莎;姚奇;高博【作者单位】西安工程大学理学院,陕西西安710048;西安工程大学理学院,陕西西安710048;西安工程大学理学院,陕西西安710048;西安工程大学理学院,陕西西安710048;西安工程大学理学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TN3050 引言以TFTs液晶显示器为代表的新型平板显示器,因其涉及技术面广、产业带动力大,已然成为信息产业的重要支柱之一,同时也是国家工业化进程的重要体现. 伴随着高性能显示器的发展需求,TFTs技术的发展趋势主要为简化加工流程,降低生产成本以及优化TFTs器件的各项性能. 这是适应新型科学技术的全新定义,一方面是为降低加工过程对环境造成的不利影响,制造出绿色环保电子件;另一方面是为满足如柔性电子、一次性电子、可穿戴电子以及电子皮肤等新型透明电子的发展需求[1-4]. 同时,新型TFTs还体现于其他重要的功能化电子,如射频识别、透明电极、探测器以及X射线图谱仪等[5-7]. 其中TFTs的射频器件已实现了低廉玻璃或塑料衬底的大批量印刷生产. 射频识别标签将会是今后全球商业物流链中采用最广泛的技术之一. 近年来,可低温制备的非晶透明氧化物TFTs受到广大研究者的瞩目. 因为非晶氧化物半导体的导带主要是由球形对称的金属阳离子的大半径s轨道构成,相邻电子轨道会产生较大重叠,从而为电子传输形成有效通道,并且不受非晶半导体结构的影响,最终使得非晶氧化物半导体获得较大的载流子迁移率[8]. 重要的是,很多研究报道指出,相比较非晶硅和有机半导体,单一金属(In、Ga、Zn、Sn)以及多元金属(GaInZnO、ZnSnO、InZnO)氧化物薄膜可以实现高性能氧化物TFTs. 这些新型的氧化物TFTs具有显著的高电子迁移率(>30 cm2·V-1·s-1)、较低的薄膜制备温度(RT～350 ℃)以及良好的透光性等特点[9]. 对于便携电子来说,非晶氧化物TFTs 还具有薄膜制备工艺简单、成本低廉、应力低、光洁度高、兼容性好以及可大面积生长等优点. 此外,通过对非晶硅生产线的技术改造,可以实现非晶氧化物TFTs的工业化生产,大幅度降低生产设备和成本的投入. 因此氧化物TFTs成为柔性平板电子器件的首选元件.目前,以非晶InZnO(IZO)和InGaZnO(IGZO)为代表的氧化物半导体薄膜晶体管显示器,已经成为工业化的高端显示器之一,其成本造价远比低温多晶硅和有机半导体TFTs显示器更具有竞争力,并且具有响应快、功耗低、能效更高以及清晰度更好等优点. 这些都使得氧化物背板技术成为支撑高清甚至超高清显示功能的关键技术之一,也是新型显示产业发展的必备技术[10]. 但非晶ZnO基薄膜晶体管要满足新型透明电子的发展需求,正面临着高性能和低温大面积沉积共存的关键性挑战:(1)非晶ZnO基薄膜晶体管的载流子迁移率一般都在10 cm2·V-1·s-1左右,这还有待进一步提升;(2)要同时获得具有较高的迁移率(>10 cm2·V-1·s-1)和稳定性的非晶ZnO 基薄膜晶体管,往往需要500 ℃以上的高温惰性气氛或高纯氧热退火处理,这极大限制了非晶ZnO基薄膜晶体管的低温实际应用. 因此,如何研制出低温大面积(RT ～350 ℃),且具有高迁移率和良好稳定性的高性能非晶ZnO基薄膜晶体管,是其应用于新型透明电子的重要科学问题.1 氧化物TFTs的发展历史TFTs的80年发展历程,是在寻求更为优良的沟道层材料和制备技术的过程. TFTs 理论研究最早出现于20世纪30年代,此后的很长时间因受限于高性能材料和先进技术发展,TFTs的研究工作一直停留在理论阶段．直至1962年,RCA实验室的WEIMER制造出硫化镉TFTs[11].它是利用多晶结构的N型硫化镉半导体薄膜为晶体管的沟道层,采用沉积在玻璃上的SiO2薄膜作为晶体管的绝缘层,同时采用真空技术沉积金电极．该硫化镉TFTs的输出特性是源漏电压在2～3 V之间时,器件电流就开始趋于饱和;随后硒化镉、碲、砷化铟、锗等半导体应用于TFTs沟道层薄膜. 然而其研究进展缓慢,很大程度是受限于当时液晶技术的未成熟,加之当时兴起的硅技术,使得TFTs显示器件及其相关技术一直处于被搁浅的状态[12]. 此外,硒化镉半导体薄膜的稳定性和调控性均较差,无法满足液晶显示器的需要.图 1 氧化物薄膜晶体发展趋势[18]Fig.1 Development trends of oxide TFTs[18]在过去的30年里,玻璃基底的硅基TFTs取得了巨大的工业化应用,但其性能已远不能满足新型电子产品的发展要求,其原因在于非晶硅TFTs迁移率低(～1 cm2·V-1·s-1),影响了显示器的响应速度,在光照条件下,非晶硅产生过多的光生电荷，加重了生产负担[13];同时，高温多晶硅TFTs的迁移率(10～100 cm2·V-1·s-1)虽远高于非晶硅,但其高度化的集成制备成本过高并且稳定性差[14];此外,由于玻璃衬底太重,容易破裂,增加了大尺寸显示器的制造成本,因此具有质轻、柔韧性强以及成本低廉等优点的塑料基底的TFTs为高性能柔性电子器件的研发提供了可靠途径. 有机TFTs是以有机材料作为栅绝缘层和半导体活性层[15-16]. 它是较早可室温制备的薄膜电子之一,具有可低温大面积沉积、低成本以及环境友好等优点,符合当前电子显示器的发展需求,并且其场效应迁移率(～10 cm2·V-·s-1)接近和超越非晶硅水平,但离高性能柔性电子应用还有很长的一段距离. 因为有机半导体TFTs的开启电压较大、工作电流低,并且其环境稳定性差,这些均是制约有机TFTs应用的重要问题[17].直至2001年,以ZnO为代表的透明氧化物半导体成为研究热点[18](图1). NOMURA[19] 等人报道了脉冲激光沉积(生长温度高达700 ℃)多组分的单晶透明InGaO3(ZnO)5薄膜于单晶氧化钇稳定氧化锆基底,HfO2为栅极绝缘层,ITO为源漏电极和栅电极. 其IGZO TFTs 载流子迁移率高达80 cm2·V-1·s-1,这一氧化物将TFTs研究推向了一个新的高度和方向. 此外,NOMURA[20] 等人在室温条件下研制出基于柔衬底上非晶IGZO TFTs,其场效应迁移率为9 cm2·V-1·s-1. 随后,陆续有很多的氧化物TFTs被报道[21-23],主要是在低温或者室温条件下利用溶胶凝胶或者磁控溅射等方法研制具有高迁移率性能的ZnO、SnO2、In2O3等透明氧化物TFTs. 因此基于以上组分的新型高迁移率氧化物TFTs在近10年间迅速掀起了透明电子的应用研究热潮.2 提高金属氧化物TFTs迁移率2.1 单一金属组分氧化物TFTs单一金属组分的ZnO、SnO2、In2O3有着较大的禁带宽度(>3.0 eV)和高导电性能. 其氧化物半导体TFTs电学性能与本征半导体的氧空位缺陷、金属阳离子间隙以及H等浅施主有关[24]. 文献[25] 分别利用高价态过渡金属Ti和Mo通过磁控溅射掺杂ZnO TFTs,其器件迁移率分别为15.3 cm2·V-1·s-1和13.8 cm2·V-1·s-1. 此外,由于金属Mo比Zn的热稳性要高,因此可以改善ZnO TFTs的偏压稳定性(见图2).很多研究者通过承载高电容的high-k氧化物或者有机物薄膜作为TFTs的绝缘层或介质层,这能为TFTs提供更多有效的诱导电荷,增加其跨导,并且降低器件的阈值电压和关态电流,从而改善对氧化物TFTs的电学性能. 如XU[26]通过溅射沉积的半导体MgO薄膜作为背栅结构的ZnO TFTs的介质层,使器件迁移率增大到78.3 cm2·V-1·s-1. ADAMOPOULOS[27] 通过喷雾热解法将碱金属Li掺杂ZnO前驱液,沉积在high-k ZrO2绝缘层,并以ITO为栅电极,其Li-ZnO TFTs的迁移率为85 cm2·V-1·s-1. WANG[28] 通过室温条件下的离子束辅助沉积高性能In2O3薄膜,并采用high-k有机介质层,其器件迁移率高于120 cm2·V-1·s-1.2.2 多金属组分氧化物TFTs因ZnO和In2O3分别具有方铁锰矿和纤锌矿的不同晶体结构,因此制备的InZnO 薄膜通常呈现非晶态结构,并且其电学性能会随离子比而变化. 非晶IZO TFTs因其有着较高的迁移率和开关比,以及低亚阈值摆幅和阈值电压等优越性能,已应用于一些触摸屏和太阳能电池. 但由于非晶IZO易形成氧空位缺陷,呈现高自由电子密度,从而影响了非晶IZO TFTs的关态电流和稳定性. BANGER[29] 通过溶胶凝胶常用碱土金属Ba和Sr共掺杂IZO薄膜,获得良好稳定性的InBa(Sr)ZnO TFTs，迁移率为26 cm2·V-1·s-1. FORTUNATO[30] 利用溅射沉积ATO栅绝缘层,以及ITO 为栅极的非晶IZO薄膜,并用IZO薄膜作为接触电极,其TFTs迁移率高于100cm2·V-1·s-1.(a) -20 V时的转移特性曲线 (b) 40 V时的转移特性曲线(c) 20 V时的阈值电压漂移值与偏压时间的关系 (d)40 V时的阈值电压漂移值与偏压时间的关系图 2 0.2%钼掺杂氧化锌薄膜晶体管在不同偏压时间的转移特性[25]Fig.2 Transfer characteristics of 0.2% Mo-doped ZnO TFT device at different stress time[25]图 3 铟镓锌氧薄膜晶体管迁移率[32]Fig.3 Mobility of IGZO TFTs混合型非晶In2O3-Ga2O3-ZnO体系(IGZO)是目前最具有应用前景的TFTs沟道层材料之一[31]. 其In、Ga、Zn比例及其生长温度一直是研究IGZO TFTs电学性能如迁移率、开关比以及开启电压等方面的热点. IGZO薄膜中的ZnO含量会影响IGZO TFTs的稳定性,而In与Ga的引入则可以调节其载流子浓度. In含量的增加可以使氧空位的数量增加,提升非晶IGZO薄膜中的载流子浓度. Ga与O结合形成的化学键比In和Zn分别与O的结合键更紧密,从而抑制薄膜中的氧空位,降低了其TFTs的载流子浓度. NOMURA[32] 通过控制In-Ga-Zn-O体系中离子的组分比,来调控器件的载流子迁移率、开关电流比以及开启电压等电学性能,使得非晶IGZO TFTs的迁移率变化区间为1～100 cm2·V-1·s-1(图3).控制ZTO中In的含量形成多金属组分的半导体ZnInSnO(IZTO),目前已成为高迁移率氧化物TFTs的有源层材料之一[33]. LEE[34] 首次利用喷墨印刷技术制备了IZTO TFTs,并采用ITO为栅极和源漏电极,其晶体管迁移率～30 cm2·V-1·s-1. Sn4+和In3+可以增强IZTO的迁移率,并且Zn2+可有效降低TFTs的关态电流,同时不对迁移率造成明显的退化影响. SONG[35] 通过磁控溅射沉积IZTO(In∶Zn∶Sn=40∶36∶24)薄膜于SiO2/Mo/SiO2/玻璃基底,其IZTO TFTs 载流子迁移率为52.4 cm2·V-1·s-1.2.3 复合结构的氧化物TFTs近十年来,随着不同维度和结构的纳米颗粒(NCs)、单壁碳管(SWNTs)、薄膜等材料的不断研发,基于上述纳米结构的复合氧化物TFTs也有着越来越多的报道.相对于无复合结构的氧化物TFTs而言,它们有着更高的载流子迁移率，较低的制备温度，良好柔韧性以及易与塑料匹配等特点,同时也代表了新型的薄膜类别之一. 它将为高性能的TFTs技术甚至薄膜电子提供一种较高的可能性[36](见表1).2.3.1 纳米点或纳米颗粒复合氧化物TFTs ZAN[37] 通过自组装的聚苯乙烯球纳米点复合IGZO TFTs的沟道层,降低顶栅结构的In1/3Ga1/3Zn1/3O TFTs的导电沟道的有效长度以及电子传输过程的能障,使其器件高迁移率为79 cm2·V-1·s-1. WANG[38] 通过优化的低温(350 ℃)、大气环境下的溶胶凝胶法将电学性能良好的In2O3 NCs复合到非晶IZO薄膜,得到背栅结构的非晶IZO/In2O3 NCs TFTs,并通过降低SiO2层的厚度,改善器件的阈值电压和亚阈值摆幅,其非晶IZO/In2O3 NCs TFTs的迁移率高于30 cm2·V-1·s-1(见图4).表 1 传统薄膜晶体管与新型薄膜晶体管技术对比[36]Table 1 Comparison of traditional TFTs technology with new one薄膜晶体管载流子迁移率/(cm2·V-1·S-1)制备温度/℃柔韧性与塑料基底的匹配度非晶硅1～250低低低温多晶硅10～100<500低低非晶氧化物半导体10<500高中有机物半导体1～25中高碳纳米管2 500～25中高纳米线514～25中高硫化钼700～25——石墨烯200～1 000～25——量子点27<500高中复合氧化物薄膜140～350高中(a) 器件的转移特性曲线 (b) 器件迁移率与复合氧化铟纳米颗粒比例的关系(c) 不同SiO2层厚度晶体管的转移特性曲线 (d)器件迁移率和SiO2层厚的关系图 4 非晶铟锌氧/氧化铟纳米颗粒复合薄膜晶体管的电学性能[38]Fig.4 Electrical properties of amorphous IZO/In2O3 NCs TFTs[38]2.3.2 SWNTs复合氧化物TFTs 利用SWNTs的高电导率、迁移率以及柔韧性,进一步提高溶胶凝胶法制备的非晶IZO半导体的高性能,如高载流子迁移率、大的开启电流以及优良的柔韧性等[39](图5). 非晶IZO/SWNTs复合TFTs获得了140 cm2·V-1·s-1高载流子迁移率,并将其复合薄膜沉积在SiNx/ITO玻璃衬底,ITO为接触电极的全透明的复合氧化物TFTs,其迁移率为63.4 cm2·V-1·s-1. 这是因为SWNTs代替了部分的非晶IZO半导体,而载流子在SWNTs中的传输散射低,因此SWNTs为复合薄膜中载流子的运输提供了“快捷通道”. 此外,由于SWNTs的加入,薄膜的柔韧性增强,其器件最小弯曲半径低于0.7 mm,即使将器件经过300余次弯曲,其TFTs性能也未有太大改变.图 5 基于碳管复合的非晶氧化物薄膜晶体管示意图[40]Fig.5 Schematic diagram of amorphous oxide TFTs of the concentration of SWNTs[40]由于SWNTs的静电屏蔽效应在复合薄膜的半导体材料和SWNTs之间很难被关闭,导致耗尽型TFTs有着相对较大的阈值电压和亚阈值摆幅. 因此，需要在非晶氧化物TFTs的沟道薄膜中加入适量的高氧亲合势的金属阳离子来调节氧化物TFTs的开启电压. LIU[40]采用非晶ZnMgO/SWNTs复合TFTs获得迁移率为135cm2·V-1·s-1,阈值电压为 1 V,开关比为107,亚阈值斜率小于200 mV的增强型晶体管器件;当采用非晶IGZO/SWNTs时,迁移率为132 cm2·V-1·s-1,阈值电压为0.8 V,器件的稳定性较好[41](见图6).2.3.3 多层沟道薄膜复合氧化物TFTs 近年来,很多研究报道指出两种及其以上的沟道层复合薄膜可以明显改善氧化物半导体TFTs的电学性能和稳定性,其中关注度较高的双沟道薄膜器件通常具有背栅和顶接触的结构,且前沟道层是处于栅介质层和后沟道层之间,主要用于提升氧化物TFTs的迁移率,而后沟道层主要用于提升器件对偏压和光照的稳定性. 因此,双沟道薄膜层的物理厚度和前沟道界面薄膜的自由电子密度是决定氧化物TFTs电学性能的关键因素.(a) 器件的转移特性曲线 (b) 器件迁移率与器件沟道长度的关系(c) 真空存放条件下器件的转移特性曲线 (d) 大气存放条件下器件的转移特性曲线图 6 非晶铟镓锌氧/单壁碳纳米管复合薄膜晶体管的电学性能[41]Fig.6 Electrical properties of amorphous IGZO/SWNTs composite TFTs[41]KIM[42] 采用两种不同的非晶氧化物薄膜复合形成的IGZO/IZO (5 nm) 或者IGZO/ITO (>8 nm) 双沟道层,其TFTs迁移率分别为51.3 cm2·V-1·s-1和104 cm2·V-1·s-1. WANG[43] 采用7组组合层的In2O3/Ga2O3 TFTs,其迁移率高达51.3 cm2·V-1·s-1. ZAN[44] 报道了一种高稳定性和高迁移率的非晶IGZO TFTs,其主要采用Ca/Al薄膜覆盖在非晶In1/3Ga1/3Zn1/3O TFTs顶层,即使在长时间的大气环境中,其器件的迁移率仍高达100 cm2·V-1·s-1.这些研究结果表明,以非晶氧化物半导体薄膜为主体,通过复合不同维度和结构的纳米材料可以实现低成本、低温制备的新型非晶氧化物半导体TFTs. 重要的是,这种兼容性良好的新型复合电子薄膜材料可以为研制高性能氧化物半导体TFTs提供新的研究途径.3 结束语高性能氧化物TFTs背板技术迅速成为支撑大尺寸、超高分辨率显示器关键技术之一. 重要的是,以高性能非晶态氧化物为主体,基于不同维度的纳米颗粒、纳米管以及薄膜等复合结构氧化物TFTs为新型薄膜电子设计提供了新的研究思路和途径. 这既能解决薄膜电子高迁移率(>30 cm2·V-1·s-1)的核心问题,同时也能实现薄膜电子的低温沉积技术. 因此,高性能的氧化物TFTs将在很大范围内影响现有的电子领域,未来也将会超越传统电子技术领域并打开全新的局面.参考文献:【相关文献】[1] EDA G,FAMCHINI G,CHHOWALLA M,et rge-area ultrathin films of reduced gaphene oxide as a transparent and flexible electronic material[J].Nature Nanotechnology,2008,3(5):270-274.[2] CHERENACK K,ZYSSET C,KINKELDEI T.Wearable electronics:Woven electronic fibers with sensing and display functions for smart textiles[J].Advanced Materials,2010,22(45): 5178-5182.[3] CHEN Y,AU J,KAZLAS P,et al.Electronic paper:Flexible active-matrix electronic ink display[J].Nature,2003,423(6936):136.[4] WANG C,HWANG D,YU Z,et er-interactive electronic skin for instantaneous pressure visualization[J].Nature Materials,2013,12(10):899-904.[5] CANTATORE E,GEUNS T C,GELINCK G H,et al.A 13.56-MHz RFID system based on organic transponders[J].IEEE Journal of Solid-State Circuits,2007,42(1):84-92.[6] AUSTON D,LAVALLARD P,SOL N,et al.An amorphous silicon photodetector for picosecond pulses[J].Applied Physics Letters,1980,36(1):66-68.[7] ANTONUK L E,BOUDRY J,HUANG W,et al.Erratum:Demonstration of megavoltage and diagnostic X-ray imaging with hydrogenated amorphous silicon arrays[J].Medical Physics,1992,19(6):1455.[8] MEYERS S T,ANDERSON J T,HUNG C M.Aqueous inorganic inks for low-temperature fabrication of ZnO TFTs[J].Journal of the American Chemical Society,2008,130(51):17603.[9] GADRE M J，ALFORD T L.Highest transmittance and high-mobility amorphous indium gallium zinc oxide films on flexible substrate by room-temperature deposition and post-deposition anneals[J].Applied Physics Letters,2011,99(5):733.[10] FORTUNATO E,BARQUINHA P,BARQUINHA P,et al.Oxide semiconductor thin-film transistors:A review of recent advances[J].Advanced Materials,2012,24(22):2945.[11] WEIMER P K.The TFT a new thin-film transistor[J].Proceedings of theIRE,1962,50(6):1462-1469.[12] LIU G,FONASH S J.Polycrystalline silicon thin film transistors on corning 7059 glass substrates using short time,low-temperature processing[J].Applied PhysicsLetters,1993,62(20):2554-2556.[13] POWELL M J.The physics of amorphous-silicon thin-film transistors[J].IEEE Transactions on Electron Devices,1989,36(12):2753-2763.[14] CHEN C Y,LEE J W,WANG S D et al.Negative bias temperature instability in low temperature polycrystalline silicon thin-film transistors[J].IEEE Transactions on Electron Devices,2006,53(12):2993-3000.[15] DIMITRAKOPOULOS C D,MALENFANT P R,DIMITRAKOPOULOS C D,et anic thin film transistors for large area electronics[J].Advanced Materials,2002,14(14):99.[16] DINELLI F,MURGIA M,LEVY P,et al.Spatially correlated charge transport in organic thinfilm transistors[J].Physical Review Letters,2004,92(11):116802.[17] DIMITRAKOPOULOS C D,MASCARO D anic thin-film transistors:A review of recent advances[J].IBM Journal of Research & Development,2001,45(1):11-27.[18] KWON J Y,JEONG J K.Recent progress in high performance and reliable n-type transition metal oxide-based thin film transistors[J].Semiconductor Science & Technology,2015,30(2):024002.[19] NOMURA K,OHTA H,UEDA K,et al.Thin-film transistor fabricated in single-crystalline transparent oxide semiconductor[J].Science,2003,300(5623):1269-1272.[20] NOMURA K,OHTA H,TAKAGI A,et al.Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxidesemiconductors[J].Nature,2004,432(7016):488-492.[21] YANG J H,JI H C,CHO S H,et al.Highly stable AlInZnSnO and InZnO double-layer oxide thin-film transistors with mobility over 50 cm2/V·s for high-speed operation[J].IEEE Electron Device Letters,2018,39(4):508-511.[22] WOO H,KIM T,HUR J,et al.Determination of intrinsic mobility of a bilayer oxide thin-film transistor by pulsed I-V method[J].Nanotechnology,2017,28(17):175201.[23] JI H C,YANG J H,NAM S,et al.InZnO/AlSnZnInO bilayer oxide thin-film transistors with high mobility and high uniformity[J].IEEE Electron Device Letters,2016,37(10):1295-1298.[24] CG V D W.Hydrogen as a cause of doping in zinc oxide[J].Physical ReviewLetters,2000,85(5):1012.[25] XU L,LI Z,LIU X,et al.Tunable electrical properties in high-valent transition-metal-doped ZnO thin-film transistors[J].IEEE Electron Device Letters,2014,35(7):759-761. 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氧化物tft

氧化物tft氧化物薄膜晶体管（TFT）是一种新型的薄膜晶体管技术，利用氧化物材料作为电子传输层来实现高性能的显示和电子设备。

近年来，氧化物TFT技术取得了显著的进展，并被广泛应用于液晶显示屏、有机发光二极管（OLED）显示屏、柔性显示屏等领域。

与传统的硅基TFT相比，氧化物TFT具有许多优势。

首先，氧化物TFT具有更高的电子迁移率，这意味着它们可以传输更多的电荷并实现更快的响应速度。

其次，氧化物TFT在低温条件下制备，可以与柔性基板结合，实现柔性显示器件的制备。

此外，氧化物TFT还具有较高的光透过率和较低的功耗，使其在显示技术中具有广泛的应用前景。

氧化物TFT最早应用于液晶显示屏，取得了显著的效果。

由于其高速和高精度的响应特性，氧化物TFT可以实现更高的刷新率和更细腻的图像显示，提供更好的观看体验。

随着OLED技术的发展，氧化物TFT也被广泛应用于OLED显示屏的驱动电路中。

由于OLED显示屏需要更高的电流和电压来激活发光材料，氧化物TFT 的高电流驱动能力使其成为理想的选择。

除了显示技术，氧化物TFT还在其他电子设备中得到了广泛应用。

例如，柔性电子设备是一种新兴的领域，可以将电子器件制备在柔性基板上。

氧化物TFT的柔性制备特性使其成为柔性电子设备的理想选择。

此外，氧化物TFT还可以用于光伏电池、传感器等领域，为这些设备提供高效的电子传输功能。

总之，氧化物TFT作为一种新型的薄膜晶体管技术，具有高电子迁移率、低温制备、高光透过率和柔性制备等优势。

它在液晶显示屏、OLED显示屏、柔性显示屏等领域的应用已经取得了显著的进展，并在其他电子设备中展示出广阔的应用前景。

随着技术的不断进步和发展，氧化物TFT有望在未来的电子领域发挥更重要的作用。

金属氧化物tft的发展历程

金属氧化物薄膜晶体管（Metal Oxide Thin Film Transistor，简称MOTFT）是一种基于金属氧化物薄膜材料制作的新型晶体管。

它具有优秀的电学性能和稳定性，被广泛应用于平面显示器、柔性显示器、驱动电路和传感器等领域。

金属氧化物薄膜晶体管的发展历程可以追溯到上世纪60年代末。

当时，研究人员开始关注使用金属氧化物作为半导体层的薄膜晶体管。

早期的研究主要集中在铝氧化物（Al2O3）薄膜晶体管上。

然而，由于铝氧化物晶体管的导电性较差，无法满足高性能显示器的需求，因此研究人员转向了其他金属氧化物材料。

在20世纪80年代，锌氧化物（ZnO）和锡氧化物（SnO2）等金属氧化物薄膜材料被引入到晶体管研究中。

这些材料具有较高的导电性和较高的载流子迁移率，使得金属氧化物薄膜晶体管的性能有了明显的提升。

然而，由于工艺技术和材料性能的限制，这些材料仍然无法满足高性能显示器的需求。

随着21世纪的到来，针对金属氧化物薄膜晶体管的研究进入了一个新的阶段。

研究人员开始关注使用氧化铟锡（Indium Tin Oxide，简称ITO）和氧化锆（ZnO）等材料制备金属氧化物薄膜晶体管。

这些材料具有优秀的电学性能和化学稳定性，可以在高温和潮湿环境下工作，适用于各种应用场景。

目前，金属氧化物薄膜晶体管的研究重点主要集中在两个方面。

一方面，研究人员努力提高金属氧化物薄膜晶体管的性能，如进一步提高载流子迁移率、减小阈值电压和击穿电压等。

另一方面，研究人员还在探索新的材料和制备工艺，以满足未来高性能显示器的需求。

总之，金属氧化物薄膜晶体管是一种具有广阔应用前景的新型晶体管技术。

通过不断的研究和创新，金属氧化物薄膜晶体管的性能和稳定性将进一步提高，为平面显示器和其他领域的发展提供更可靠的技术支持。