AlOx钝化非晶InGaZnO薄膜晶体管的高温稳定研究

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本文主要探讨了采用AlOx层钝化的非晶态Indium-Gallium-Zinc-Oxide (a-IGZO)薄膜晶体管(thin-film transistor, TFT)的热稳定性。作者们在国家工程实验室——上海交通大学电子工程系的 TFT-LCD 材料与技术国家重点实验室进行了一系列实验,通过对a-IGZO TFT 的研究,他们着重考察了不同厚度的AlOx钝化层(0-60纳米)以及测量温度范围(298-573K)对器件性能的影响。 实验结果显示,在高温下,a-IGZO TFT 的阈值电压(VT)会呈现出负向漂移,这是由于在高温下发生了内激发(intrinsic excitation),即由于热能促使载流子(空穴和电子)的活性增强,导致电流增益降低和阈值电压上升。这种现象对于电子设备的可靠性和寿命具有重要意义,因为在许多应用中,如显示器、传感器和功率器件,工作温度的稳定性和长期耐热性是关键性能指标。 通过调控AlOx钝化层的厚度,研究者试图找到最佳的保护层参数,以减小温度对器件性能的负面影响。理论上,一个适当的钝化层可以有效地阻挡或减少热载流子的迁移,从而提高TFT在高温环境下的稳定性和一致性。然而,实际效果可能会受到材料生长过程、制备工艺以及基底材料等因素的影响。 此外,该研究还可能涉及到对温度依赖性的机理分析,包括热激发载流子的迁移率变化、氧化铝钝化层的热膨胀系数与a-IGZO材料之间的匹配问题,以及可能的界面缺陷或氧化行为。这些研究对于优化a-IGZO TFT的热稳定性设计和制造过程至关重要,有助于提升下一代微电子器件在高温条件下的性能表现。 本文为理解和改善非晶InGaZnO薄膜晶体管的热稳定性提供了一种方法,通过精确控制钝化层的特性,以期达到在高温环境下保持稳定性能的目标,这对于开发能在恶劣工作环境中的高可靠性电子设备具有重要的实践意义。