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基于氧化锌(ZnO)的氧化物半导体材料由于其具有迁移率高、可见光透过性好、制备成本较低等优点而被认为是最适合作为薄膜晶体管(thin film transistor, TFT)的有源材料之一。目前,基于溅射工艺的ZnO(特别是掺In和Ga的ZnO,简称IGZO)TFT的性能比较优异、工艺也较为成熟。然而它的不足之处在于采用溅射的方法在制备薄膜的过程中需要相对昂贵的真空设备,导致其工艺成本较高。与溅射法相对应的溶液加工法不仅避免了使用昂贵的真空设备,而且能与未来的喷墨打印(ink-jet printing)、卷对卷(roll-to-roll)工艺兼容,能够显著降低工艺成本。因此,溶液加工法的ZnO-TFT的研究具有一定的战略意义,也是当前TFT领域的一个热门的研究方向。然而,与溅射法相比,溶液加工法的ZnO-TFT至少面临两方面不足:一是溶液加工法需要较高的热处理温度才能使前驱体分解并形成质量较高的薄膜,难以和大多数的柔性衬底兼容;二是溶液加工的过程容易引入杂质而产生缺陷,造成性能和工艺再现性较差。针对以上不足,本论文致力于研究降低ZnO-TFT的制备温度和提高ZnO-TFT的电学性能两方面问题。在降低ZnO-TFT的制备温度方面,本论文采用一种无碳的氨络合物作为前驱体溶液。这种络合物溶液可在较低的温度下(不高于180°C)完成金属与氨的分解以及氢氧化物的脱水缩合,并形成ZnO多晶薄膜。同时本论文还结合了室温下的阳极氧化工艺和120°C下的高分子钝化层工艺,实现了低温、低成本的ZnO-TFT,场效应迁移率达0.9cm2/Vs。在提高ZnO-TFT的电学性能方面,由于未掺杂的ZnO通常是多晶态的,晶界的存在对TFT器件的性能有很大的影响,因此本论文利用掺杂的方法来提高ZnO-TFT的电学性能。通过前驱体溶液的共混配制对ZnO掺杂In、Ga、Sn等元素来形成非晶态氧化物,获得高性能的TFT器件。实验中分别制备了InZnO(IZO)、InGaZnO(IGZO)和SnZnO(ZTO)氧化物半导体薄膜,并对各种参数进行了优化。发现在ZnO中掺入In或Sn元素后,器件的迁移率能够得到大幅的提升,特别是制备的ZTO-TFT,其迁移率达37cm2/Vs左右;而Ga的掺入则可以抑制载流子的浓度,降低关态电流,从而提高器件的开关比(Ion/Ioff)。