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鈦及鉭應用於銦鎵鋅氧化物薄膜電晶體電極之研究

為了解決8K UHD的問題，作者陳蔚璉 這樣論述：

本研究探討鈦（Titanium，Ti）及鉭（Taltalum，Ta）作為銦鎵鋅氧化物（In-Ga-Zn-O，IGZO）薄膜電晶體（Thin-film Transistor，TFT）源極與汲極對元件之影響。研究第一部分利用傳輸線模型（Transmission Line Model，TLM）量測兩種金屬與IGZO薄膜界面在退火處理前後的特徵接觸電阻（Specific Contact Resistance，c），並以X光電子能譜儀（X-ray Photoelectron Spectroscopy，XPS）分析金屬與IGZO界面退火前後縱深組成變化。TLM分析結果顯示退火前Ti/IGZO之c值為

3.63×103 Ω∙cm2，Ta/IGZO為2.71×103 Ω∙cm2，經300°C、一小時退火可得Ti/IGZO最低c值為6.27×104 Ω∙cm2，Ta/IGZO為8.56×104 Ω∙cm2。XPS分析顯示退火前Ti/IGZO界面氧化態以Ti2+及Ti3+為主，退火後則為Ti3+及Ti4+；退火前Ta/IGZO界面氧化態為Ta3+及Ta4+，退火後兩者含量增加。退火後形成的氧化物也使氧缺陷增加，此同時提升載子濃度，使金屬與IGZO薄膜間c值降低。第二部分進行Ti-TFT及Ta-TFT元件分析，使用第一部分最低c值之退火溫度300°C，退火時間為一分鐘及一小時。Ti-T

FT的飽和遷移率（Saturation Mobility，sat）為1.57 cm2/Vsec，臨界電壓（Threshold Voltage，Vth）為7.72 V，電流開關比（On/Off Current Ratio，Ion/Ioff）為2.35×105，次臨界擺幅（Subthreshold Swing，SS）為0.86 V/decade；Ta-TFT之sat為18.3 cm2/Vsec，Vth值為2.3 V，Ion/Ioff為1.24×104，SS為2.1 V/decade。經300°C退火一分鐘及一小時後，Ti-TFT之SS為0.76及2.06 V/decade，Ion/Ioff

為3.75×104及2.64×103，Vth為5.6 V及1.48 V，sat為18.5 cm2/Vsec及41.0 cm2/Vsec。Ta-TFT退火後則失去元件特性。