固溶处理的铟镓锌氧化物(IGZO)薄膜晶体管是一种用于半导体器件的技术。本文主要探讨了通过固溶处理后的铟镓锌氧化物薄膜晶体管在红外辐照退火中的应用,这种方法有助于改善氧化物半导体层和绝缘层的制备。
在文章中,作者提出了一种新的红外退火方法用于处理溶液加工的铟镓锌氧化物薄膜。该研究的目的是通过优化退火条件,提升铟镓锌氧化物薄膜晶体管(TFTs)的性能。通过该方法制备出的IGZO TFTs展现了良好的场效应迁移率、开关电流比以及亚阈值摆动。
铟镓锌氧化物(IGZO)是一种透明的无定形氧化物半导体(AOSs),这种材料由于其高载流子迁移率、良好的稳定性、出色的均匀性以及低加工温度等特点,受到了广泛的关注。这种材料在无源矩阵有机发光二极管(active-matrix organic light-emitting diodes)和非易失性存储器中有潜在的应用价值。
传统上,AOSs通常通过高真空沉积方法(如磁控溅射)来制备。但这些传统方法往往需要相对较高的温度和较为复杂的制备过程,这可能限制了其在可挠性或低成本电子产品中的应用。为了解决这些问题,研究人员开始尝试低温溶液处理技术,以便在较低的温度条件下制备出高性能的半导体层和绝缘层。
在此文中,通过红外辐照退火技术,可以有效促进薄膜中有机物的去除和脱羟基化过程。红外退火是一种相对较新的技术,它依赖于红外辐射的热效应来激发材料内的化学反应。相比于传统的高温热处理方法,红外退火可以在较低的温度和较短的时间内完成退火过程,从而降低了对材料和设备的热损伤风险。
文章指出,通过红外退火处理后,优化的IGZO TFTs显示了2.04cm²/(V·s)的场效应迁移率,1.52×10^6的开关电流比和0.84V/dec的亚阈值摆动。这些性能参数表明,通过红外退火得到的IGZO TFTs在性能上可以与传统高温处理方法相媲美,甚至在某些方面更具有优势。
红外退火方法的提出,为低温度溶液处理氧化物半导体层和绝缘层的制备提供了一种新的可能性。研究结果表明,这种退火方法有望应用于晶体管器件的生产,有助于实现更低成本和更高柔韧性的电子产品。
这项研究的作者包括来自复旦大学材料科学系、国家工程实验室TFT-LCD材料和技术的Haifeng Pu、Qianfei Zhou、Lan Yue和Qun Zhang。这一成果在2013年半导体科学与技术杂志上发表,文章编号为28(2013)105002。
通过这篇文章,我们可以看到红外退火技术在处理溶液加工的铟镓锌氧化物薄膜晶体管中的应用前景,并了解到它如何为制造高性能薄膜晶体管提供了一种新型且有效的退火手段。该技术的发展有可能推动下一代低成本和可挠性显示器件和存储器件的进步。