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ISSN 1000-6818CN 11-1892/O6CODEN WHXUEU
物理化学学报 >> 2017,Vol.33>> Issue(10)>> 2092-2098     doi: 10.3866/PKU.WHXB201705114         English Abstract
热压烧结靶材制备氧化铟锌薄膜晶体管
宋二龙, 兰林锋, 林振国, 孙圣, 宋威, 李育智, 高沛雄, 张鹏, 彭俊彪
华南理工大学, 发光材料与器件国家重点实验室, 广州 510640
Full text: PDF (1992KB) HTML 输出: BibTeX | EndNote (RIS)

本文研究了热压烧结条件对氧化铟锌(IZO)靶材和薄膜晶体管(TFT)性能的影响。以80% :20% (质量分数比) 的ZnO和In2O3的混合粉体为原料通过热压烧结法制备IZO靶材,以制备的靶材通过磁控溅射制备IZO TFT。X射线衍射(XRD)图谱以及扫描电镜(SEM)图像表明IZO靶材结晶性好,元素分布均匀。烧结温度为850 ℃时靶材呈现烧结致密化,900 ℃-60 min条件下In2O3的挥发破坏了靶材烧结致密化。提高烧结温度或延长烧结时间加速In向ZnO晶格的扩散以及空位向表面迁移,有利于靶材致密化以及形成InZnOx晶相。TFT器件表征结果表明低密度和过高密度靶材会恶化薄膜质量,降低器件性能,可见适当高密度的靶材对制备TFT至关重要,最终900 ℃-90 min条件的靶材所制备的TFT性能最好,迁移率为16.25 cm2·V-1·s-1



关键词: 薄膜晶体管   氧化铟锌   热压烧结   靶材   磁控溅射  
收稿日期 2017-03-13 修回日期 2017-04-20 网出版日期 2017-05-11
通讯作者: 兰林锋 Email: lanlinfeng@scut.edu.cn

基金资助: 国家重点研发计划(2016YFB0401105),国家自然科学基金(61204087),广州市珠江科技新星(2014J2200053)及广东省科技计划(2015B090914003)资助项目

引用文本: 宋二龙, 兰林锋, 林振国, 孙圣, 宋威, 李育智, 高沛雄, 张鹏, 彭俊彪. 热压烧结靶材制备氧化铟锌薄膜晶体管[J]. 物理化学学报, 2017,33(10): 2092-2098.
SONG Er-Long, LAN Lin-Feng, LIN Zhen-Guo, SUN Sheng, SONG Wei, LI Yu-Zhi, GAO Pei-Xiong, ZHANG Peng, PENG Jun-Biao. Preparation of Indium-Zinc-Oxide Thin Film Transistors by Hot-Pressing Sintering Target[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2017, 33(10): 2092-2098.    doi: 10.3866/PKU.WHXB201705114

(1) Park, J. S.; Kim, T. W.; Stryakhilev, D.; Lee, J. S.; An, S. G.; Pyo, Y. S.; Lee, D. B.; Mo, Y. G.; Jin, D. U.; Chung, H. K. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 13503. doi: 10.1063/1.3159832
(2) Riedl, T.; Gorrn, P.; Kowalsky, W. J. Disp. Technol. 2009, 12 (5), 501. doi: 10.1109/JDT.2009.2023093
(3) Oh, S.; Bong, S.; Yang, Y.; Kim, U. K.; Sang, J.; Han, H.; Kim, S.; Jeong, J. K.; Kim, H J. J. Phys. D: Appl. Phys. 2014, 47, 165103. doi: 10.1088/0022-3727/47/16/165103
(4) Park, H. W.; Song, A. R.; Kwon, S.; Ahn, B. D.; Chung, K. B. Appl. Phys. Express 2016, 9, 111101. doi: 10.7567/APEX.9.111101
(5) Nomura, K.; Ohta, H.; Takagi, A.; Kamiya, T.; Hirano, M.; Hosono, H. Nature 2004, 432, 488. doi :10.1038/nature03090
(6) Fortunato, E.; Barquinha, P.; Martins, R. Adv. Mater. 2012, 24, 2945. doi: 10.1002/adma.201103228
(7) Lan, L. F.; Zhang, P.; Peng, J. B. Acta Phys. Sin. 2016, 65 (12), 128504. [兰林锋, 张鹏, 彭俊彪. 物理学报 2016, 65 (12), 128504.] doi: 10.7498/aps.65.128504
(8) Wang, X. Y.; Dong, G. F.; Qiao J.; Wang, L. D.; Qiu, Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26 (01), 249. [王小燕, 董桂芳, 乔娟, 王立铎, 邱勇. 物理化学学报, 2010, 26 (1), 249.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20100101
(9) Leenheer, A. J.; Perkins, J. D.; Van Hest, M. F.; Berry, J. J.; O'Hayre, R. P.; Ginley, D. S. Phys. Rev. B 2008, 77 (12), 115215. doi: 10.1103/PhysRevB.77.115215
(10) Taylor, M. P.; Readey, D. W.; van Hest, M. F. A. M.; Teplin, C. W.; Alleman, J. L.; Dabney, M. S.; Gedvilas, L. M.; Keyes, B. M.; To, B.; Perkins, J. D.; Ginley, D. S. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3169. doi: 10.1002/adfm.200700604
(11) Zhang, G. M.; Guo, L. Q.; Zhao, K. S.; Yan, Z. H. Acta Phys. Sin. 2013, 62 (13), 137201. [张耕铭, 郭立强, 赵孔胜, 颜钟惠. 物理学报, 2013, 62 (13), 137201.]doi: 10.7498/aps.62.137201
(12) Li, Y.; Sun, C. W.; Liu, Z. W.; Zhang, Q. Y. Acta Phys. Sin. 2006, 55 (8), 4232. [李勇, 孙成伟, 刘志文, 张庆瑜. 物理学报, 2006, 55 (8), 4232.]doi: 1000-3290/2006/55(08)/4232-05
(13) Asmar, R. A.; Ferblantier, G.; Mailly, F.; Gall, B. P.; Foucaran, A. Thin Solid Films 2005, 473, 49. doi: 10.1016/j.tsf.2004.06.156
(14) Zhao, J.; Hu, L.; Liu, W.; Wang, Z. Appl. Surf. Sci. 2007, 253, 6255. doi: 10.1016/j.apsusc.2007.01.089
(15) Tominaga, K.; Murayama, T.; Umezu, N.; Mori, I.; Ushiro, T.; Moriga, T.; Nakabayashi, I. Thin Solid Filnls 1999, 343, 160.
(16) Ni, J. M.; Cheng, J. J. Hubei Univ. Educ. 2012, 29 (2), 71.[倪佳苗, 程娟. 湖北第二师范学院学报, 2012, 29 (2), 71.]
(17) Song, E. L.; Lan, L. F.; Xiao, P.; Lin, Z. G.; Sun, S.; Li, Y.Z.; Song, W.; Gao, P. X.; Peng, J. B. IEEE Trans. Electron Devices 2016, 63 (5), 1916. doi: 10.1109/TED.2016.2543023
(18) Hua, X.; Lan, L. F.; Li, M.; Luo, D. X.; Xiao, P.; Lin, Z. G.; Ning, H. L.; Peng, J. B. Acta Phys. Sin. 2014, 63 (03), 452.[徐华, 兰林锋, 李民, 罗东向, 肖鹏, 林振国, 宁洪龙, 彭俊彪. 物理学报, 2014, 63 (03), 452.] doi:10.7498/aps.63.038501
(19) Guo, W.; Wang, W. M.; Wang, H.; Wang, Y. C.; Fu, Z. Y. Adv. Mater. Res. 2009, 66, 96. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.66.96
(20) Guo, S. J. Powder sintering theory; Metallurgical IndustryPress: Beijing, 1998; p 11. [果世驹. 粉末烧结理论. 北京:冶金工业出版社, 1998: 11.]
(21) Liu, L. J. Preparation of Zinc Oxide Ceramic Target. M.S. Dissertation, Hebei University of Technology, Tianjin, 2008. [刘丽杰. 氧化锌陶瓷靶材的制备[D]. 天津: 河北工业大学, 2008.]
(22) Tong, Y. P.; Lai, X. H.; He, W. L. China Ceram. Ind. 2013, 20 (2), 6. [童义平, 赖秀红, 何午琳. 中国陶瓷工业, 2013, 20 (2), 6.
(23) Son, K. Y.; Park, D. H.; Lee, J. H.; Kim, J. J.; Lee, J. S. Solid State Ionics 2004, 172, 425. doi: 10.1016/j.ssi.2004.03.028
(24) Wu, M. W.; Chang, S. H.; Chaung, W. M.; Huang, H. S. J. Eur. Ceram. Soc. 2015, 35, 3893. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.06.029
(25) Bai, X.; Wang, X. M.; Han, C.; Chu, M. Y.; Duo, H. Y.; Sun, J. Chin. J. Rare Met. 2011, 35 (6), 892. [白雪, 王星明, 韩仓, 储茂友, 段华英, 孙静. 稀有金属, 2011, 35 (6), 892.] doi: 10.3969/j.issn.0258-7076. 2011.06.01

1. 夏继业, 董国栋, 田博元, 严秋平, 韩杰, 邱松, 李清文, 梁学磊, 彭练矛.碳纳米管薄膜晶体管中的接触电阻效应[J]. 物理化学学报, 2016,32(4): 1029-1035
2. 李辉, 刘向鑫, 张玉峰, 杜忠明, 杨彪, 韩俊峰, BESLAND Marie-Paule.一种在室温合成具有宽带隙CdS的简单方法[J]. 物理化学学报, 2015,31(7): 1338-1344
3. 赵青靓, 刘旸, 魏楠, 王胜.自组装半导体碳纳米管薄膜的光电特性[J]. 物理化学学报, 2014,30(7): 1377-1383
4. 陈芃, 谭欣, 于涛.总气压与Ar/O2流量比对直流对向靶磁控溅射TiO2薄膜光催化性能的影响[J]. 物理化学学报, 2012,28(09): 2162-2168
5. 胡文亮, 徐刚, 马健伟, 熊斌, 史继富.TixV1-xO2薄膜的光学及相变特性[J]. 物理化学学报, 2012,28(06): 1533-1538
6. 颜秉熙, 罗胜耘, 沈杰.直流反应磁控溅射制备的Mo掺杂TiO2薄膜的光电特性[J]. 物理化学学报, 2012,28(02): 381-386
7. 徐浩, 陆昉, 傅正文.磁控溅射中靶-基底距离与Si共掺对ZnO:Al薄膜性质的影响[J]. 物理化学学报, 2011,27(05): 1232-1238
8. 吴涛, 陶杰, 邓杰, 汤育欣, 朱宏, 高朋.柔性不锈钢基底上一维TiO2纳米线薄膜的制备及表征[J]. 物理化学学报, 2010,26(11): 3087-3094
9. 孙文立, 徐军, 陆文琪.等离子体增强磁控溅射沉积碳化硅薄膜的化学结构与成膜机理[J]. 物理化学学报, 2010,26(08): 2311-2316
10. 申茜, 甘霖, 刘松, 曹阳, 王振兴, 惠静姝, 郭雪峰.通过构象诱导电感耦合机制光可逆调控有机场效应晶体管的性能[J]. 物理化学学报, 2010,26(07): 1941-1946
11. 王小燕, 董桂芳, 乔娟, 王立铎, 邱勇.溶液法制备的氧化锌多层膜及其场效应性质[J]. 物理化学学报, 2010,26(01): 249-252
12. 郑华均, 王醒东, 顾正海.高度有序氧化钨纳米棒的制备和表征[J]. 物理化学学报, 2009,25(08): 1650-1654
13. 曹永强, 龙绘锦, 陈咏梅, 曹亚安.金红石/锐钛矿混晶结构的TiO2薄膜光催化活性[J]. 物理化学学报, 2009,25(06): 1088-1092
14. 汤育欣, 陶杰, 张焱焱, 吴涛, 陶海军, 包祖国.导电玻璃上室温沉积钛膜及TiO2纳米管阵列的制备与表征[J]. 物理化学学报, 2008,24(12): 2191-2197
15. 汤育欣;陶杰;陶海军;吴涛;王玲;张焱焱;李转利;田西林.透明TiO2纳米管/FTO电极制备及表征[J]. 物理化学学报, 2008,24(06): 1120-1126
16. 朱蕾;崔晓莉;沈杰;杨锡良;章壮健.直流反应磁控溅射方法制备碳掺杂TiO2薄膜及其可见光活性[J]. 物理化学学报, 2007,23(11): 1662-1666
17. 张宏芳;伏萍萍;宋英杰;杜晨树;杨化滨;周作祥;吴孟涛;黄来和.锂离子电池用“三明治”型Si/Fe/Si薄膜负极材料的制备及其性能[J]. 物理化学学报, 2007,23(07): 1065-1070
18. 付小锋;邹化民;韩俊波.超快激光激发下银/氧化钛纳米颗粒膜的光氧化[J]. 物理化学学报, 2007,23(06): 940-944
19. 刘文元;李驰麟;傅正文 .含氮磷酸锂薄膜在空气中的稳定性[J]. 物理化学学报, 2006,22(11): 1413-1418
20. 李海玲;王文静;亢国虎;黄金昭;徐征.反应压强变化对Fe∶NiOx阳极催化薄膜性质的影响[J]. 物理化学学报, 2006,22(03): 330-334
21. 沈杰;沃松涛;崔晓莉;蔡臻炜;杨锡良;章壮健.射频磁控溅射制备纳米TiO2薄膜的光电化学行为[J]. 物理化学学报, 2004,20(10): 1191-1195
22. 张琦;李新军;李芳柏;常杰.WOx/TiO2光催化剂的可见光催化活性机理探讨[J]. 物理化学学报, 2004,20(05): 507-511
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