氧化物IZO薄膜晶体管
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。
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。
金属氧化物IGZO薄膜晶体管的最新研究进展
金属氧化物IGZO薄膜晶体管的最新研究进展作者：刘翔薛建设贾勇周伟峰肖静曹占峰来源：《现代显示》2010年第10期摘要:最近几年,金属氧化物IGZO薄膜晶体管成为研究热点,具有高迁移率、稳定性好、制作工艺简单等优点,备受人们关注。
文章综述了制作金属氧化物IGZO晶体管的结构及其优缺点,总结了影响金属氧化物IGZO薄膜晶体管性能的因素,并提出了制作高性能金属氧化物IGZO薄膜晶体管的方法。
关键词: 薄膜晶体管;氧化铟镓锌;氧化物;器件结构中图分类号:TN383.+1文献标识码:BThe Recent Research Progress of Amorphous Indium Gallium Zinc Oxide Thin Film TransistorsLIU Xiang1, XUE Jian-she1, JIA Yong1, ZHOU Wei-feng1, XIAO Jing 2, CAO Zhan-feng1,(1. TFT-LCD Device & Material Technology Research Center, BOE Technology Group Co.,Ltd., Technology Research Institute, Beijing 100176, China;2. Physics and Electronic Engineering College, Taishan University, Taian Shandong 271021, China)Abstract: Recently, amorphous indium gallium zinc oxide thin film transistors (a-InGaZnO TFT) have attracted considerable attention for their outstanding merits, such as high mobility, good stability and simple fabrication process. This article reviews the device structure, advantages and disadvantages of a-IGZO TFT. We also summarize the impact a-IGZO TFT performance factors. In addition, the new methods of developing high performance and stability a-IGZO TFT are proposed.Keywords: thin film transistor; IGZO; oxide; device structure引言近年来随着液晶显示器尺寸的不断增大,驱动电路的频率不断提高,现有的非晶硅薄膜晶体管迁移率很难满足需求,非晶硅薄晶体管的迁移率一般在0.5左右,液晶显示器尺寸超过80in,驱动频率为120Hz时需要1cm2/V·s以上的迁移率,现在非晶硅的迁移率显然很难满足。
izo折射率
izo折射率
IZO，全名为氧化铟锡锌（Indium Zinc Oxide），是一种透明导电薄膜材料，通常用于薄膜晶体管（TFT）和其他显示技术中。
IZO 的折射率通常在可见光和红外光谱范围内测定。
由于IZO的折射率在不同波长下会有所变化，因此通常需要提供特定波长或波段的折射率值。
IZO的折射率通常在不同文献和实验中有轻微的变化，这取决于IZO材料的制备方法、纯度和实验条件。
在可见光范围内（约380纳米到750纳米），IZO的折射率通常在1.8到2.1之间。
在红外光范围内，折射率可能会更高，取决于波长和材料特性。
为了获得更精确和可靠的IZO折射率数据，您可以查阅相关研究文献或材料性质数据库，或者进行实验测量以获取特定条件下的折射率值。
此外，IZO材料供应商和制造商通常也提供关于其产品的折射率数据。
如果您需要特定波长或波段的IZO折射率值，请查阅相关文献或与材料供应商联系以获取最新的数据。
氧化铟薄膜晶体管
氧化铟薄膜晶体管
氧化铟薄膜晶体管(Indium tin oxide,简写为ITO)是一种用于显示器和其他电子设备的晶体管，具有良好的遮挡能力，可以在室内和
室外的环境中工作。
ITO晶体管因其低损耗性得到广泛的应用，并且在发光二极管器件中也常用于液晶显示器(LCD)和光电耦合器件(OCD)的
制造过程中。
氧化铟薄膜晶体管的良好性能在很大程度上得益于它薄而均匀的
外观，这使得氧化铟能够传导高电流，可以有效避免传导失灵。
同时，氧化铟具有抗紫外线能力，可以有效防止紫外线对LCD晶体管的损伤。
另外，氧化铟晶体管还具有高热传导性，使得器件的散热效率极高，
保证晶体管的正常工作状态。
氧化铟晶体管的产量极高，因此，可以广泛应用于电子设备的制
造过程中，使整个工作环节更加高效率。
它还可以用于改善信号传输
质量和性能，使晶体管能够操作稳定可靠，更耐用。
总之，氧化铟薄膜晶体管具有优良的特性，应用广泛，因此在显
示器和其他电子设备制造过程中被广泛使用。
它功能强大，可以有效
改善信号传输质量和性能，更有助于提高显示器的整体性能。
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2. IZO薄膜的制备和性能研究
靶材设计
Target label No.30 No.40 No.50 Zn/(Zn+In) in target (wt.%) 29.4 39.3 49.2 expection of ZnO/(ZnO+In2O3) in the films (wt.%) 30 40 50
IZO Channel
Source
Drain
80nm 60nm
顶栅
底栅 W / L=400μm / 40μm
4. IZO-TFT的制备和性能研究
(2) 结构对器件性能的影响
-5 10 3
Source SiO2 Drain
80nm 60nm 200nm 80nm
3
VDS=10 V
VG= 7 V
IZO Channel Gate
Ion/Ioff
IDS (μA) μFE (VGS=8V,VDS=8V) (cm2V-1s-1)
Gate SiO2 IZO Channel Substrate
80nm 200nm
Channel Gate Insulator
Source
Drain
IZO
Glass substrate
4. IZO-TFT的制备和性能研究
源漏电极Al2O3陶瓷掩模
4. IZO-TFT的制备和性能研究
实验参数：
器件结构 沟道层 氧气压强 绝缘层 氧气压强 电极 温度 顶栅 & 底栅 No.30 target 4~6×10-2 Pa SiO2 2.8×10-2 Pa Al 室温
2. IZO薄膜的制备和性能研究
(2) 表面形貌
Rrms nm
No.30 target 0.3
Ra nm
0.3
Rpv nm
3.3
No.40 target
0.7
0.5
10.3
No.50 target
0.9
0.5
17.3
2. IZO薄膜的制备和性能研究
(3) 电学性能
Resistivity (·cm )
Wavelength (nm)
3. SiO2薄膜的制备和性能研究
(4) 小结
i 室温PPD制备的SiO2薄膜平整性与非晶IZO相比较差 ii SiO2薄膜在一定氧压范围内具有介电性能，在 PO2=2.8×10-2Pa时，εr=3.92 iii SiO2薄膜具有很好的透明性，Ta%>80%
1
研究背景和研究内容
Channel Material
a-IZO
Target Material
ceramic ceramic ceramic ceramic ceramic ceramic
Dep. Method
RFMS
μFE (cm2V-1s-1)
45~55
Ion/Ioff 106
Vth (V) -20~-10 1.1 3~10 2.5 3.5 -3.2
IZO薄膜的制备及性能研究
SiO2薄膜的制备及性能研究 IZO-TFT的制备及性能研究 结论与展望
5
3. SiO2薄膜的制备和性能研究
脉冲等离子沉积SiO2实验参数
靶材
本底压强 氧气压强 工作电压 工作电流 脉冲频率 温度和时间
石英玻片
2×10-3 Pa 2.0~3.0×10-2 Pa -15 kV 5 mA 2 Hz 室温 20 min
1. 较高的μFE和Ion/Ioff——较大的驱动电流、较 快的器件响应速度 2. 溅射技术——大面积制备均匀 3. 低温制备——采用塑料基板，应用在柔性显示
1. 研究背景
铟锌氧化物(indium zinc oxide, IZO)——宽禁带 n型 2000年之前，主要工作为研究应用于太阳能电池，平板显示电极
10
-6
IDS (A ) IDS (A )
2
Substrate
2
VG= 5 V
10
-7
10
-8
VG= 3 V
1
0
10
-9
VG= 1 V VG=-1 V
0 -5
2
40
6
8 5 10 12 1014 V (V) V GS DS (V)
16 15 18
20
0
转移特性 输出特性
IDS
1/2
1
(10-3A1/2)
5.0
5.5
5.96
2. IZO薄膜的制备和性能研究
(4) 光学性能
50 100
(ahv) (10 cm ( eV ) Transmission %)
2
40 80 30 60 20 40 10 20 0 0 2.5 300
PO2 = 5.0×10 Pa PO2 = 4.5×10 Pa PO2 = 4.0×10 Pa PO2 = 3.5×10 Pa
10 10
6
A
4 2
B
1.19×10-3
C
8.73×10-3
(Ω·cm)
10
0
ρ10
1.03×10-3
n
-2
-3) 10 (cm
6.37×1020 C 5.41×1020
A
3.0
B
1.28×1020
μ
10
-4
2.5
(cm2V-1s-1)
3.5 4.0 4.5 9.52 9.72 PO2 (10-2Pa)
-2
2.5 mm
18
MIM结构
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
V (V)
3. SiO2薄膜的制备和性能研究
(2) 电学性能
185 180 3.95 175
C=ε0· εr· S /d
4.00
Thickness (nm)
170 165
3.90 3.85
160 155 150 3.75 145 140 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 -2 PO (10 Pa) 2 3.0 3.70 3.80
4. IZO-TFT的制备和性能研究
(2) 结构对器件性能的影响
10 20
Gate SiO2 IZO Channel Substrate
80nm 200nm
-4
VDS = 12 V
IDS (A ) IDS / μA
VGS = 8 V VGS = 6 V
4
10
-6
10
10
-7
5
VGS = 4 V 2 VGS = 2 V VGS = 0 V
TFT-A
× ×
TFT-B
☆☆ 30
TFT-C
☆ 1.2
4. IZO-TFT的制备和性能研究
(2) 结构对器件性能的影响
Gate SiO2 IZO Channel Substrate
80nm 200nm
Source SiO2 Gate Substrate
Drain
80nm 60nm 200nm 80nm
a-IZO
a-IZO a-IZO a-IZO a-IZO
RFMS
RFMS RFMS RFMS DCMS
0.53
40 4~18 49.9 20
106
107 105 108 108
1. 研究背景
研究内容： (1) 直流磁控溅射法(DCMS)制备IZO沟道层 ——相关报道多为射频磁控溅射；靶材设计 (2) 脉冲等离子体沉积法(PPD)制备SiO2绝缘层 ——类似于PLD，未见报道 (3) 初步尝试IZO-TFT的制备 研究目的： 探讨DCMS法制备IZO沟道层的可行性，探索制备 IZO-TFT的实验条件，研究影响TFT性能的因素
OLED驱动电路
薄膜晶体管（TFT）
1. 研究背景
a-Si TFT
场效应迁移率低(μFE<1 cm2V-1s-1) 不透明，开口率<100% 光敏性强
p-Si TFT
大面积制备困难 均匀性差 制备温度较高
1. 研究背景
1. 研究背景
几种氧化物TFT及其性能
沟道层
SnO2 a-ZnO a-IZO a-IZO a-IGZO sc-IGZO
2. IZO薄膜的制备和性能研究
(1) 晶体结构
No.50 target
Intensity
No.40 target
No.30 target
10
20
30
40
50
60
70
80
2 (deg.)
2. IZO薄膜的制备和性能研究
(2) 表面形貌
No.30 target
No.40 target
No.50 target
绝缘层
PbZr0.2Ti0.8O3 ATO SiO2 SiO2 Y2O3 a-AlOx
(cm2V-1s-1)
5 8 15 4.5 12 1~10
μFE
Ion/Ioff
60 9×105 ~106 105 108 105
(V)
-2 22.5 -5 -6.5 1.4 3
Vth
1. 研究背景
氧化物TFT的特点
2
3 4
IZO薄膜的制备及性能研究
SiO2薄膜的制备及性能研究 IZO-TFT的制备及性能研究 结论与展望
5
4. IZO-TFT的制备和性能研究
顶栅结构TFT的制备流程
Al Gate SiO2
Al S/D
IZO
Glass substrate
4. IZO-TFT的制备和性能研究
top view
Al Gate SiO2 Al S/D