非晶銦鎵鋅氧薄膜晶體管低阻值電極的研究.pdf

1、隨著人們對平板顯示（FPD）的尺寸和分辨率的要求越來越高，在更大尺寸和更高分辨率的顯示領(lǐng)域，顯示驅(qū)動用的薄膜晶體管（TFT）的電極線電阻要最大程度的減小。另一方面，非晶銦鎵鋅氧（a-IGZO）薄膜晶體管憑借其良好的性能（如較高的場效應(yīng)遷移率、大面積均勻性、可見光透明、可低溫制備等）極具潛力成為下一代平板顯示的有源矩陣驅(qū)動電子器件。a-IGZO薄膜晶體管驅(qū)動平板顯示已經(jīng)逐漸開始進(jìn)入量產(chǎn)階段，然而其制備工藝還有許多尚未解決或者需要完善的問題

2、，如低阻值電極材料選擇與相關(guān)制備工藝開發(fā)等。本論文以此為基礎(chǔ)，通過大量細(xì)致的實驗并結(jié)合相關(guān)理論分析，針對將磁控濺射制備的低阻值金屬電極應(yīng)用于a-IGZO薄膜晶體管時所存在的問題開展了比較深入的研究工作。
　　首先，采用磁控濺射方式制備金屬薄膜進(jìn)行a-IGZO薄膜晶體管源漏電極材料的比較選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計。為了選擇出滿足大尺寸和高分辨率顯示用a-IGZO薄膜晶體管制造要求的低阻值電極，我們采用磁控濺射方式制備了金屬銅、銅合金（銅錳、銅鎂

3、、銅鋁、銅鉻等）和金屬銀等幾種材料薄膜，進(jìn)行了細(xì)致的比對研究，重點考察了不同金屬薄膜的面電阻以及其與a-IGZO有源層之間的接觸電阻等。金屬和有源層半導(dǎo)體接觸可能形成肖特基勢壘，從而影響接觸特性，我們通過接觸電阻的測量以及在硅基板上通過蔭罩掩膜版工藝制備相應(yīng)a-IGZO薄膜晶體管器件進(jìn)行驗證，最終篩選并設(shè)計出了銀/鉬結(jié)構(gòu)的源漏電極。該電極具有電阻低，與a-IGZO接觸特性好等優(yōu)點，器件特性的測量結(jié)果驗證了銀電極用于a-IGZO薄膜晶體管

4、的可行性。
　　在此基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行了將低電阻率金屬銀應(yīng)用于采用光刻/濕法刻蝕圖形化的a-IGZO薄膜晶體管器件制備的研究。由于銀薄膜存在嚴(yán)重的銀離子擴散問題，我們通過在銀膜上下各加一層金屬鉬來做擴散阻擋層，同時鉬薄層也能增強銀柵電極與玻璃基板之間的黏附性以及改善源漏電極與a-IGZO有源層的接觸特性。這樣設(shè)計開發(fā)出來的鉬/銀/鉬結(jié)構(gòu)新型電極，具有電阻低、與a-IGZO有源層接觸特性好、防止銀離子擴散、易于濕法刻蝕等諸多優(yōu)點。最終