《全透明氧化物薄膜電晶體的工藝技術及物理機理研究》是依託北京大學，由韓德棟擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：全透明氧化物薄膜電晶體的工藝技術及物理機理研究
- 項目負責人：韓德棟
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近幾年來，有關透明電子學的研究逐漸成為電子技術領域的熱門話題。透明電子學主要是關於透明氧化物半導體材料、器件以及電路的研究。透明氧化物半導體材料主要有In203、SnO2、ZnO及其摻雜的材料。我們的研究包括透明氧化物電子材料的導電機理；透明氧化物導電材料、半導體材料以及絕緣柵介質材料的工藝研究及套用；全透明氧化物電子器件的工藝製備及器件的可靠性等等。透明電子學產品可以套用到汽車透明的防霧玻璃、手機、電視、複印機、液晶顯示（LCD）、有機發光二極體顯示（OLED）、柔性顯示、電子紙、太陽能電池、計算機等等非常廣泛的領域。科學家們預測透明電子學將開創一個新的電子工業時代，透明電子產品也將發展成為一個效率更高、價格更便宜的新興電子行業。透明電子學在各種新型光/電子產品中的研究和套用對開創新型工業、增加就業機會以及提供更有效更經濟的消費品方面都將有重大影響。
結題摘要
全透明氧化物薄膜電晶體是當前半導體技術領域的研究熱門課題之一。21世紀以來，透明電子材料受到國內外科研人員的高度關注，由於其在手機、電視、計算機、複印機、液晶顯示、太陽能電池、觸控螢幕、薄膜電晶體、有機發光二極體、柔性顯示、電子紙等諸多領域都有極其可觀的套用前景。 本項目圍繞著透明電子材料的選擇，製備工藝技術，高性能全透明薄膜電晶體的製備以及工藝最佳化等方面展開研究。主要研究工作和所取得的成果包括：1、利用低溫工藝在玻璃襯底上成功地製備了氧化鋅薄膜材料。我們對氧化鋅薄膜的製備工藝進行了詳細的研究。通過不同工藝方法製備出了符合不同性能要求的氧化鋅薄膜材料，測試分析了材料的結構、組分、電學特性等。開發了在玻璃襯底上製備半導體薄膜材料的新工藝。在玻璃襯底上製備出了性能良好的氧化鋅半導體薄膜材料。2、利用低溫工藝，在氧化鋅薄膜上成功製備了高質量的高K柵介質絕緣層，並製備了氧化鋅MOS電容。在玻璃襯底上製備了帶有HfO2絕緣柵介質層的氧化鋅薄膜電晶體。並且通過退火處理有效地降低了關態漏電流和閾值電壓，同時提高電流開關比。3、研究了氧化鋅薄膜電晶體的可靠性。薄膜電晶體的可靠性一直是在套用過程中最為關心的重要問題。我們研究了帶有高K材料HfO2柵介質的氧化鋅薄膜電晶體的可靠性，實驗結果表明，氧化鋅薄膜電晶體具有較高的時間穩定性和柵偏壓可靠性。4、研究了銦鎵鋅氧化物（IGZO）薄膜電晶體的製備工藝與特性。我們在玻璃基板上成功地製備出了完全透明的IGZO-TFT，並且整個製備工藝低於80℃。我們製備的IGZO薄膜電晶體的電流開關比大於108，亞閾值擺幅低於200mV/decade。場效應遷移率達到了27.3厘米2/ V•S。5、研究了鋁摻雜的氧化鋅薄膜電晶體（AZO-TFT）的製備工藝與特性。鋁摻雜氧化鋅薄膜電晶體的電流開/關比達到1.0×107，關態電流為10-13A，亞閾值擺幅為0.25V/decade，在飽和區的場效應遷移率達到了26.1cm2/ V•s。氧化鋅薄膜電晶體的各項電學特性達到了平板顯示行業的要求。尤其是低廉的製造成本和低的加工溫度預示了鋁摻雜氧化鋅薄膜電晶體在未來的透明顯示領域中具有相當廣泛的套用前景。 通過努力，我們較好地完成了項目的研究內容和指標，共發表科技論文20篇，申請專利11項，各項指標均超過了預期目標。我們會繼續努力，爭取獲得更多研究成果。
