薄膜晶體管TFTs采用氧化鋅等非晶氧化物半導體，如ZnO, Ga-In-Zn-O, or Hf-InZn-O HIZO，由于其在平板顯示器上的高應用潛力，目前是深入研究的課題。由于其相對于非晶硅薄膜晶體管的優異場效應遷移率，氧化物基薄膜晶體管是大面積高分辨率有源矩陣液晶顯示器AMLCD面板的合適開關元件。

器件制造過程包括一系列薄膜沉積和光刻構圖步驟。為了最小化污染，在通過等離子體增強化學氣相沉積或濺射方法生長薄膜之前和之后，襯底通常使用去離子水的清潔過程。眾所周知，在清潔過程中應用紫外紫外光是從表面去除不需要的雜質的有效方法。然而，氧化鋅基半導體對紫外光非常敏感，這可能導致與氧空位相關的缺陷濃度升高。這種現象對于器件的長期穩定性可能是有害的，在長時間工作時會導致快速退化。

本文研究了紫外輔助清洗對高性能薄膜晶體管性能和穩定性的影響。比較了在沉積HIZO活性層之前的所有步驟中經歷紫外輔助清洗的器件和在HIZO生長之后立即用紫外清洗步驟制造的器件。首先檢查初始轉移曲線，然后進行NBIS實驗。

一種類型的器件器件A在沉積HIZO活性層之前的所有步驟中都要經過紫外線清洗。對于另一種類型的器件B，緊接在HIZO生長之后進行額外的紫外清洗步驟。然后將上述晶體管在空氣中于325℃退火1小時。使用Keithley 4200-SCS參數分析儀對通道寬度/長度=9/9 m的器件進行了表征。閾值電壓VT、亞閾值擺幅S和飽和場效應遷移率FE的提取符合漸變溝道近似。圖1顯示了這些器件的原理圖以及測量方法。在NBIS實驗期間，使用鹵素燈從頂部提供亮度為200 lx的可見輻射。對于后者，施加20 V的柵極電壓Vg和10 V的漏極電壓Vd。總應力時間為12小時，每30分鐘收集一次轉移曲線。

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圖2 設備A和設備b在NBIS上的燈光下記錄的彩色在線轉移曲線。

為了將氧化物基薄膜晶體管集成到最先進的大面積70英寸中。在240 Hz高幀率下工作的AMLCD面板，需要5 cm2/Vs或更高的場效應遷移率，因此設備A和B都符合技術規范。然而，器件A在NBIS測試中更陡的亞閾值擺幅和更高的穩定性表明，在薄膜晶體管背板的制造過程中應進行無紫外光的去離子水清洗，以實現穩定的快速開關元件。

在這項工作中，紫外輔助清洗對薄膜晶體管的性能和穩定性的影響進行了研究。其中HIZO層經受紫外清洗的器件在NBIS表現出大的VT偏移。

審核編輯：符乾江