柔性HfO2/Ta2O5叠层栅介质ZnO薄膜晶体管

胡伟涛; 杨帆; 杨小天; 王超; 王艳杰; 孙名扬

doi:10.37188/CJLCD.2022-0125

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柔性H_fO₂/Ta₂O₅叠层栅介质ZnO薄膜晶体管

器件物理及器件制备 | 更新时间：2022-09-26

- 柔性H_fO₂/Ta₂O₅叠层栅介质ZnO薄膜晶体管
- Flexible H_fO₂/Ta₂O₅ stacking gate dielectric ZnO thin film transistor
- 液晶与显示 2022年37卷第10期页码：1310-1316
- 作者机构：
  
  1.吉林建筑大学电气与计算机学院，吉林省建筑电气综合节能重点实验室，吉林长春 130118
  2.吉林建筑大学寒地建筑综合节能教育部重点实验室，吉林长春 130118
  3.吉林师范大学，吉林四平 136099
- 作者简介：
  
  [ "胡伟涛（1997—），男，安徽亳州人，硕士研究生，2020年于滁州学院获得学士学位，主要从事半导体材料与器件方面的研究。E-mail：hwt19970901@ gmail.com" ]
  [ "杨小天（1969—），男，吉林长春人，博士，教授，2004年于吉林大学获得博士学位，主要从事半导体材料与器件方面的研究。E-mail：hanyxt@163.com" ]
- 基金信息：
  
  吉林省科技发展计划(20200201177JC;20210203021SF);中央引导地方科技发展资金吉林省基础研究专项(202002012JC);吉林省教育厅科学技术研究项目(JJKH20210256KJ;JJKH20210277KJ;JJKH20210276KJ)
- DOI：10.37188/CJLCD.2022-0125
  中图分类号： TN321⁺.5
- 收稿日期：2022-04-14，
  
  修回日期：2022-05-14，
  
  纸质出版日期：2022-10-05
- 稿件说明：
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胡伟涛, 杨帆, 杨小天, 等. 柔性H_fO₂/Ta₂O₅叠层栅介质ZnO薄膜晶体管[J]. 液晶与显示, 2022,37(10):1310-1316.

Wei-tao HU, Fan YANG, Xiao-tian YANG, et al. Flexible H_fO₂/Ta₂O₅ stacking gate dielectric ZnO thin film transistor[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(10): 1310-1316.
胡伟涛, 杨帆, 杨小天, 等. 柔性H_fO₂/Ta₂O₅叠层栅介质ZnO薄膜晶体管[J]. 液晶与显示, 2022,37(10):1310-1316. DOI： 10.37188/CJLCD.2022-0125.

Wei-tao HU, Fan YANG, Xiao-tian YANG, et al. Flexible H_fO₂/Ta₂O₅ stacking gate dielectric ZnO thin film transistor[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(10): 1310-1316. DOI： 10.37188/CJLCD.2022-0125.

摘要

为了有效提高柔性薄膜晶体管的电学性能，室温条件下，在聚酰亚胺（PI）衬底上使用

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、

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两种高介电常数材料相结合的叠层结构代替单层

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作为栅电介质，探究其对器件电学性能的影响。采用磁控溅射法制备薄膜，研究了叠层栅电介质结构中

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层在不同溅射时长、不同氧氩比条件下对于器件电学性能的影响，并进行

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叠层栅电介质器件与

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单层栅电介质器件的比较。结果表明，

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栅电介质层在溅射时长为1 h、氧氩比为10∶90时，器件电学性能达到最佳。叠层栅电介质结构的引入显著提高了器件电学性能，电流开关比为1.27×

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，阈值电压为9.1 V，亚阈值摆幅为0.54 V/decade，载流子迁移率为7.03

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4.91066647

2.62466669

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Abstract

In order to effectively improve the electrical properties of flexible thin film transistors，

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and

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were used on polyimide （PI） substrates at room temperature. The stack structure combining two high dielectric constant materials replaces the single layer

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as the gate dielectric to explore its effect on the device electrical properties. The thin films were prepared by magnetron sputtering， and the effects of

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layers in the stacking gate dielectric structure on the device electrical properties under different sputtering time and different oxygen-argon ratio were investigated. The

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stacking gate dielectric devices were compared to

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single-layer gate dielectric devices. The results show that when the sputtering time of

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gate dielectric layer is 1 h and the ratio of oxygen to argon is 10∶90， the electrical performance of the device is the best. Moreover， the introduction of the stacking gate dielectric structure significantly improves the electrical performance of the device with the

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9.05933285

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ratio of 1.27×

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4.82600021

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， the threshold voltage of 9.1 V， the subthreshold slope of 0.54 V/decade and the carrier mobility of 7.03

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5.67266655

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关键词

Keywords

references

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