源漏电极的制备对氧化物薄膜晶体管性能的影响-物理学报.PDF

物理学报 Acta Phys. Sin. Vol. 63, No. 3 (2014) 038501 源漏电极的制备对氧化物薄膜晶体管性能的影响 徐华 兰林锋 李民 罗东向 肖鹏 林振国 宁洪龙 彭俊彪 (发光材料与器件国家重点实验室, 华南理工大学材料科学与工程学院, 广州 510640) ( 2013 年9 月27 日收到; 2013 年10 月26 日收到修改稿) 本文采用钼-铝-钼(Mo/Al/Mo) 叠层结构作为源漏电极, 制备氧化铟锌 (IZO) 薄膜晶体管(TFT). 研究 了Mo/Al/Mo 源漏电极中与IZO 接触的Mo 层溅射功率对TFT 器件性能的影响. 随着Mo 层溅射功率的增 加, 器件开启电压(on ) 负向移动, 器件均匀性下降. 通过X 射线光电子能谱 (XPS) 深度剖析发现IZO/Mo 界 面有明显的扩散; 当Mo 层溅射功率减小时, 扩散得到了抑制. 制备的器件处于常关状态(开启电压为0.5 V, 增强模式), 不仅迁移率高(13 cm Vs), 而且器件半导体特性均匀. 关键词: 氧化铟锌, 源漏电极, 溅射功率, 薄膜晶体管 PACS: 85.30.Tv, 81.15.Cd, 73.40.Cg DOI: 10.7498/aps.63.038501 的稳定性. 因此通常采用Mo/Al/Mo 叠层结构作 1 引 言 为氧化物TFT 的源漏电极. 我们曾研究了使用不 同材料作为氧化铟锌 (IZO) TFT 的源漏电极12 , 氧化物薄膜晶体管 (Oxide TFT) 由于其在显 发现使用Mo 电极时, IZO/Mo 界面扩散非常严重, 示领域的潜在应用而得到了广泛的关注. 和传统 易造成TFT 阵列的均匀性下降. 因此, 研究如何降 的硅基薄膜晶体管相比, 其具有较高迁移率, 可 见光透明及低温制备等特点15 . 多晶硅存在晶 低IZO/Mo 界面扩散具有重要的现实意义. 本文研究了接触层Mo 薄膜的溅射功率对氧化 界, 故器件均匀性较差; 虽然可采用多个TFT 的像 物薄膜晶体管性能的影响, 通过X 射线光电子能谱 素设计改善, 但会导致低开口率、工艺复杂和高成 对其产生的原因进行分析; 发现了IZO/Mo 界面的 本. 非晶硅由于迁移率较低 (1 cm V s ), 限 扩散现象, 并找到抑制IZO/Mo 界面扩散的方法; 制了其在显示领域特别是在AMOLED 显示中的 67 解决了基于Mo/Al/Mo 源漏电极氧化物TFT 的阈 应用 . 值电压较负以及均匀性差的问题. 随着平板显示的尺寸增加、分辨率和刷新频率 8 的提高, 低阻值的布线是必不可少的 . 铜的电阻 率低, 但是铜在热或电应力下容易扩散, 这会降低 2 实 验 显示器件的可靠性9 . 铝具有较低的电阻率和价格 便宜的优势, 但是铝的热稳定性较差, 在高温下容 本研究采用底栅IZO-TFT 结构