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随着便携式移动电子设备及新型显示技术的发展,低压氧化物薄膜晶体管吸引了众多研究者的关注。以往研究的氧化物薄膜晶体管,其工作电压一般都在20V以上,使得器件在使用的过程中功耗较大,这样既会提高器件的使用成本,又因在较短的时间内就得给器件充电而给使用者带来不便。因此,降低氧化物薄膜晶体管的工作电压具有十分重大的意义。薄膜晶体管的工作电压由其阈值电压决定,而阈值电压的大小主要又由器件的栅介质材料所决定,因此研究低压的氧化物薄膜晶体管应主要从其栅介质材料入手。目前用来研究低压氧化薄膜晶体管的栅介质材料主要包括高介电常数材料和固态电解液材料。高介电常数的栅介质材料具有较大的栅电容,从而可以降低器件的工作电压。固态电解液由于具有双电层效应,可形成一个等效的高容值双电层电容器,而具有较高的电容值,从而能有效地降低器件的工作电压。本论文主要以两种不同的方式来制备低压氧化物薄膜晶体管,并且对其相关性能进行了测试及分析。一种方式是采用原子层沉积(ALD)制备具有高介电常数的Al2O3薄膜作为栅介质材料来制备低压氧化物薄膜晶体管;另一种方式是采用PECVD制备微孔SiO2无机固态电解液薄膜作为栅介质材料来制备低压氧化物晶体管。具体研究内容如下:采用ALD在不同温度下沉积Al2O3薄膜作为栅介质制备TFT并且测试其栅电容,根据电容的大小计算出其介电常数。实验结果表明,适当高的沉积温度有利于提高Al2O3薄膜的介电常数,折中温度对器件其它性能的影响,最终选择200℃作为沉积Al2O3栅介质层的最佳温度。然后在导电玻璃衬底上沉积30nm的Al2O3栅介质,接着用一步掩模的方法通过射频磁控溅射一次性将IZO电极及沟道沉积在该栅介质层上,成功制备出了性能良好的低压氧化物薄膜晶体管。器件具有5V的低工作电压、4.2cm2/Vs的沟道载流子迁移率、290mV/dec的亚阈值摆幅和2×105的开关电流比。以硅烷和氧气作为气体源,通过PECVD的方法所制备出的SiO2薄膜具有特殊的柱状微孔结构,该结构使得其具有双电层效应。利用这种具有双电层效应的微孔SiO2薄膜作为栅介质材料所制备出的器件表现出了很好的性能:工作电压仅为1V,开关电流比高达1.2×106,亚阈值摆幅只有180mV/dec,沟道载流子迁移率达到24.2cm2/Vs。这两种低压氧化物薄膜晶体管除了在电学性能方面表现优越外,还具有很好的透光率和稳定性,非常满足现代电子产品发展的需求而具有很好的应用价值。