α-IGZO薄膜场效应晶体管的光敏特性
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杨盛谊(1971-),男,湖南人,教授,博士生 导师,主要从事光电子材料与器件、纳米光子学材料及其应用的研究.

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国家自然科学基金项目(60777025)、教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET -06-0077)、北京市科技新星支持计划(2006B20)和光电成像与系统教育部重点实验室(2012OEIOF02)资助项目 (北京理工大学 纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室,北京 100081)


Photosensitive properties of α-IGZO thin-film field-effect transistors
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    摘要:

    通过掩膜板制备源漏电极 的方法,以非晶铟-镓-锌氧化物(α-IGZO)为有源层,制备了结构为ITO/SiO2(400nm)/α-IGZO(50nm)/Al 的底栅顶接触型(BGTC)光敏薄膜场效应晶体管(TFT) 并研究了其光敏特性。实验发现,在蒸镀Al电极作为源极和漏极,再在 空气中及350℃的温度下退火1h后,器件的阈值电压Vt h为15.0V,在栅源偏压VGS=30V时其有效场效应迁移率 为0.57cm2/Vs,表现出良好的晶体管特性。当用强度为8.1mW/cm2的白光照射时,器件表现出明显 的光敏特 性,其Vth下降为-15.0V,在源漏电压VDS=20V且VGS=30V时其有 效场效应迁移率上升为1.34cm2/Vs, 在VGS=2.5V时其“明/暗”电流比达到一极大值,响应 率达到1.11A/W,并具有良好的时间响应特性。

    Abstract:

    Amorphous indium-gallium-zinc-oxide (α-IGZO) composed of In2O3,Ga2O3and ZnO is an n-type semiconductor with a band width of 3.5eV,and currently it has become a hot rese arch field of field-effect transistors for its properties.In order to investigate its potential application for fu ture photoelectric sensors,by fabricating electrodes with a mask,here we present a bottom-gate/top-contact field-effec t transistor with structure of ITO/SiO2(400nm)/α-IGZO(50nm)/Αl in which α-IGZO acts as active layer,and its photosensitive properties are characterized.After thermally evaporating Al layer to fabricate drain and sourc e electrodes with a mask,the device is annealed in ambient air at 350℃ for an hour,and the α-IGZO-based thin-f ilm field-effect transistor (TFT) shows good transistor characteristics of a mobility of 0.57cm2/Vs at VG S=30V and a threshold voltage of 15.0V.Under white light illumination with an intensity of 8.1mW/cm2,the device shows obviously enha nced photosensitive properties,its mobility increases to 1.34cm2/Vs at VDS=20V and VGS=30V,its threshold voltage reduces t o -15.0V,and its current ratio (K) of photocurrent to current in dark reaches a maximum at VGS=2.5V with a responsivity of 1.11Α/W presentin g good time-responsive characteristics.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

陈立强,杨盛谊,喻志农,薛唯,邹炳锁.α-IGZO薄膜场效应晶体管的光敏特性[J].光电子激光,2013,(5):843~848

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  • 收稿日期:2012-10-17
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