基于氧等離子體處理ZrO2的In2O3TFT的集成與應用

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2024-02-01

近年來，為了實現(xiàn)超高清（Ultra high definition,UHD）、4k和8k的高分辨率顯示，顯示器背板中的像素數(shù)量有所增加。更多數(shù)量和更大密度顯示單元的運用，意味著顯示面板使用功耗的進一步提高。因此，開發(fā)出能夠應用于平板顯示單元的低工作電壓TFT具有較高的研究價值。高介電常數(shù)（高k）電介質(zhì)材料，被廣泛應用于TFT器件中來替代SiO2介電層，以達到降低操作電壓和提高器件穩(wěn)定性的雙重作用。在高k介電材料的研究過程中，氧化鋯（ZrO2）被認為是最有希望的候選材料，具有高的介電常數(shù)、高的擊穿場強和寬的帶隙，適用于TFT的低壓操作。然而與SiO2的共價結(jié)構(gòu)不同，ZrO2介電薄膜內(nèi)部存在的高密度電子活性缺陷以及不期望的正電荷或偶極子，使之表現(xiàn)出高配位的離子鍵結(jié)構(gòu)特性，會引起諸如電荷大量捕獲及平帶電壓漂移之類的電學特性的不穩(wěn)定性。

為此，可以通過疊層柵介質(zhì)結(jié)構(gòu)或摻雜雜質(zhì)原子的方式來提高基于ZrO2的TFT的電學性能。但是疊層柵介質(zhì)結(jié)構(gòu)增加了介電層厚度，顯著降低了有效柵電容。摻雜雜質(zhì)原子通常需要高溫后退火過程，這不僅增加了TFT制備過程中的能耗，還要求襯底耐高溫。普通玻璃和有機基板等常規(guī)襯底材料會在受高溫影響后軟化，最終會影響TFT的電學性能?？梢?，這些解決方案仍然會損害TFT性能，因此不是TFT性能下降的最終解決方案。有研究報道，通過氧等離子體處理可以獲得溶液法制備的高質(zhì)量的SnO2薄膜。表明具有高能離子態(tài)的氧自由基團能夠?qū)Ρ∧ぶ械难跞毕輵B(tài)起到一定填充作用。將這一工藝用于制備ZrO2介電層，可以在對介電薄膜有最小損傷的同時提高基于ZrO2的TFT的電學性能。另外，ZrO2具有較高的與氧結(jié)合能，也有利于氧相關表面缺陷的鈍化。