【摘 要】
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新一代柔性显示对薄膜晶体管（TFT）提出了高迁移率、高稳定性、柔韧性好的性能目标。金属氧化物有着迁移率适中、工艺温度低等优势,被认为是TFT最有潜力的有源层材料之一。In Sn Zn O（ITZO）TFT作为备受关注的金属氧化物薄膜晶体管（MO TFT）,在保证高迁移率的同时可以保持高开关电流比和低亚阈值摆幅。但是在实际工作环境下,背沟道容易受到大气气氛及水汽的影响导致偏压稳定性较差。因此,本文在
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新一代柔性显示对薄膜晶体管（TFT）提出了高迁移率、高稳定性、柔韧性好的性能目标。金属氧化物有着迁移率适中、工艺温度低等优势,被认为是TFT最有潜力的有源层材料之一。In Sn Zn O（ITZO）TFT作为备受关注的金属氧化物薄膜晶体管（MO TFT）,在保证高迁移率的同时可以保持高开关电流比和低亚阈值摆幅。但是在实际工作环境下,背沟道容易受到大气气氛及水汽的影响导致偏压稳定性较差。因此,本文在聚酰亚胺（PI）衬底上制备了ITZO-TFT,采用不同方式沉积的自组装单分子层（SAMs）作为钝化层,系统研究了SAMs对TFT器件的电学性能及其稳定性影响。并获得了具备优异电学性能和良好稳定性的ITZO-TFT器件。本文主要研究成果如下:（1）针对柔性ITZO-TFT偏压稳定性差的问题,在已制备好的柔性ITZO-TFT上通过液相法沉积正十八硫醇（ODT）钝化层。优化溶液浓度和浸泡时间之后,制备的器件阈值电压在PBS的应力条件下1小时漂移0.8V。研究结果表明,ODT通过化学反应吸附在背沟道表面,修饰并钝化ITZO薄膜,阻止了水氧的吸附/解吸附的过程。在最小曲率半径为10mm的弯曲应力下,器件可保持良好的电学性能,这归功于SAMs具有天然的柔韧性。之后提取了器件接触电阻,发现部分器件接触电阻变差,这可能是浸泡过程中,不可控的杂质进入有源层/源漏电极界面造成的。（2）针对溶液处理的薄膜难以固化及良率偏低的问题,使用气相法沉积ODT钝化层。气相法是一种蒸汽处理工艺,可以直接将ODT沉积到基片上,避免了ODT溶液与基片的接触。制备的器件性能为:迁移率高达22.5cm~2V-1s-1,阈值电压为0.2V,亚阈值摆幅低至0.091V/dec,开关电流比高达1.92×10~9,阈值电压在PBS/NBS的应力条件下1小时仅漂移0.5V/-0.9V,基本没有迟滞效应,电学性能得到了全面的提升。薄膜表征结果表明,器件性能的提高与使用气相法沉积ODT获得了疏水、光滑的背沟道界面有关。（3）三甲氧基（3,3,3-三氟丙基）硅烷（TFP）的头基（-Si-O-CH3）可以与羟基（-OH）反应,末端基团（-CF3）是一种疏水基团,用来修饰背沟道有利于柔性ITZO-TFT稳定性的提高。使用气相法沉积TFP钝化层,制备的器件阈值电压在PBS/NBS的应力条件下1小时漂移1.4V/-1.7V。TFP处理的柔性ITZO-TFT性能不够理想,可能是因为TFP碳链长度较短,分子内聚力弱,这对高质量自组装钝化层的选择有一定的借鉴意义。
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