《基於有機襯底的全透明柔性非晶ZnSiSnO薄膜電晶體研究》是依託浙江大學，由呂建國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於有機襯底的全透明柔性非晶ZnSiSnO薄膜電晶體研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：呂建國
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著顯示技術發展，基於非晶氧化物的全透明柔性薄膜電晶體（TFT）成為研究熱點。本項目提出一種無In的ZnSiSnO非晶半導體新材料，以全透明柔性ZnSiSnO TFT關鍵技術為核心開展研究。利用磁控濺射方法，採用創新的低溫加熱與電漿處理技術，設計Al2O3-TiO2（ATO）阻隔與緩衝層，最佳化工藝，室溫生長高質量非晶ZnSiSnO薄膜；基於第一性原理方法，進行理論分析，揭示ZnSiSnO性能穩定機制。以PET為有機襯底，ATO為絕緣層，非晶ZnSiSnO為溝道層，Al摻雜ZnO為柵極、源極和漏極，室溫製備ZnSiSnO TFT，採用創新的瞬時脈衝雷射退火技術，提高器件性能。理論與實驗相結合，系統研究材料和器件的電學、光學、結構和力學性能及其穩定性，揭示內在規律，研製高性能的全透明柔性ZnSiSnO TFT。本項目研究將促進透明電子學的發展，為新一代柔性顯示器件提供關鍵材料和技術支持。
結題摘要
隨著顯示技術發展，基於非晶氧化物的全透明柔性薄膜電晶體（TFT）成為研究熱點。本項目提出了無In的ZnMSnO（M=Si、Al、Nb、Ti）新型非晶氧化物半導體（AOS）材料體系，以無銦AOS薄膜與透明柔性TFT關鍵技術為核心開展研究。利用磁控濺射、脈衝雷射沉積、溶液燃燒等方法，生長出非晶ZnMSnO（M=Si、Al、Nb、Ti）薄膜；基於第一性原理方法，進行理論分析，揭示ZnMSnO的性能及其穩定機制；採用創新的低溫加熱與電漿處理技術，設計Al2O3-TiO2（ATO）阻隔與緩衝層，最佳化工藝，室溫生長高質量非晶ZnMSnO薄膜；以PET為有機襯底，ATO為絕緣層，非晶ZnMSnO為溝道層，Al摻雜ZnO為柵極、源極和漏極，室溫製備ZnMSnO TFT，採用創新的瞬時脈衝雷射退火技術，提高器件性能。基於研究中的發現，重點開展了ZnAlSnO TFT的研究。理論與實驗相結合，系統研究材料和器件的電學、光學、結構和力學性能，系統評估了AOS TFT在各種環境中的穩定性和耐候性，揭示內在規律。研製出高性能的無In的ZnMSnO TFT，非晶ZnMSnO薄膜電阻率可在10^5-10^6 Ωcm有效調控，可見光透過率可達93%；透明柔性TFT場效應遷移率15.6 cm^2/Vs，開/關電流比高於10^7量級，閾值電壓約3.2 V，亞閾值擺幅0.54 V/decade，漏電流在10^-12 A量級，器件的可見光透過率86%，具有良好的彎曲穩定性。本項目研究為AOS TFT的套用奠定了基礎，促進了透明電子學的發展，為新一代透明顯示和柔性顯示提供關鍵材料和技術。
