异质结构氧化物薄膜的构筑及其在薄膜晶体管中的应用

项目名称： 异质结构氧化物薄膜的构筑及其在薄膜晶体管中的应用

项目编号： No.51302165

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 李俊

作者单位： 上海大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 氧化物TFT因具有高迁移率、低温制程、透过率高等优点，成为推动AM-OLED发展的关键性技术之一。针对当前氧化物薄膜晶体管提升光照负偏压稳定性是以牺牲其迁移率为代价这个难题，本研究创新地采用异质结构的有源层薄膜取代单一的有源层薄膜，实现提升氧化物TFT的稳定性和迁移率。采用共溅射的方法制备ZnSnO/SiZnSnO、ZnSnO/HfZnSnO、ZnSnO/InGaZnO异质结构薄膜。利用第一性原理计算它们在氧空位情况下的电子结构，为提升氧化物薄膜晶体管的稳定性提供理论指导。构建异质结构氧化物TFT，拟通过减小缺陷态、插入空穴阻挡层等方法来提升器件的光照负偏压稳定性。并结合理论模型来计算氧化物TFT的缺陷态，探究TFT不稳定性的机理。制备迁移率高稳定性好的异质结构氧化物TFT，它将会是氧化物TFT研究的一个新亮点，对推动AM-OLED的发展具有深远的理论和实际意义。

中文关键词： 异质结构；氧化物晶体管；稳定性；掺杂技术；态密度

英文摘要： Metal-oxide thin film transistor (TFT) has been one of key technologies of development of active matrix organic light emitting diodes (AM-OLEDs) because of its advantages, such as high mobility, low temperature process, high transmittance. According to the problem that illumination negative bias stability of TFT is improved at the expense of mobility, we propose a new strategy of replacing single oxide film with heterostructure oxide film to improve the mobility and stability of TFT. ZnSnO/SiZnSnO, ZnSnO/HfZnSnO and ZnSnO/InGaZnO heterostructure film are prepared by co-sputtering. The effects of oxygen vacancy on the electronic structure of ZnSnO, SiZnSnO and HfZnSnO are studied using first-principles method. The stability and mobility of the heterostructure oxide TFTs will be improved by reducing trap states, and inserting the positive charge barrier into active material. The mechanism of the bias-illumination stability is studied by theoretical model. Fabrication of heterostructure oxide TFTs with high mobility and stability will be a new bright spot for the development of AM-OLEDs.

英文关键词： Heterostructure；metal oxide thin film transistors；stability；doping；DOS