Bottom Gate a-IGZO TFTs fabricated with BCE Structure

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1 Bottom Gate a-IGZO TFTs fabricated with BCE Structure

2 器件制作过程 65 nm IGZO Wet etch Lift-off or wet etch SD AZO Mo栅 150nm
PECVD SiO2 150 nm 溅射IGZO 有源层 65nm 有源区图形，HCl（1:50）刻蚀 源漏图形，lift-off（片1、2） 溅射AZO 源漏电极层 120 nm （~1200 Ω） 源漏图形，HCl（1:1000）刻蚀（片3、4） 30sec and 50sec, respectively 退火 250℃ O2 1 hour PECVD SiO2 200 nm 钝化 干法刻蚀接触孔 退火 250℃ O2 Lift-off or wet etch SD AZO

3 器件照片 Wet etch AZO 30 sec Wet etch AZO 50 sec Lift-off AZO
Loverlap-left+ Loverlap-right = 8 um Loverlap-left+ Loverlap-right = 7 um Loverlap-left+ Loverlap-right = 9 um Wet etch AZO 50 sec对应的情况侧向过刻严重，可以认为IGZO沟道上方的AZO已刻蚀干净

4 器件特性-IDVG Wet etch AZO 30 sec Wet etch AZO 50 sec Lift-off AZO
选用大尺寸器件的一个主要考虑是： 版图上标注的相同尺寸的器件由于工艺的不同（侧向过刻）实际上有所不同，L相差有1~2um 大尺寸的器件，L相差1~2um造成的差异很小，可以忽略，可以直接比较 对尺寸小的器件，也有相同的规律，只是“量”有所不同，下同

5 SEM-IGZO/AZO界面 Wet etch AZO 30 sec AZO有残留 Wet etch AZO 50 sec
Lift-off AZO AZO剥离干净 且IGZO无损伤

6 器件特性-IDVG对比 获得的实验结果与理论分析一 致：
刻蚀AZO对IGZO有较高的选择比， AZO刻蚀干净后，过刻一定时间 对IGZO的刻蚀很少，应该不会 损伤IGZO 湿法刻蚀和剥离两种工艺获得 的器件的参数应基本相同，提 取的迁移率、亚阈值斜率结果 也基本符合这一预期 饱和区阈值电压的提取差异较 大，用恒定电流得到的结果较 接近 AZO刻蚀不干净时，在IGZO背面 形成另一沟道，大幅度的提升 了迁移率和电流，且在亚阈值 区出现了hump现象

7 器件特性-IDVD Wet etch AZO 30 sec Wet etch AZO 50 sec Lift-off AZO
从IDVD曲线中可以看到，实验制备的器源漏无肖特基接触，表明AZO作为源漏可 以形成良好的欧姆接触

8 器件特性-源漏电阻 Wet etch AZO 30 sec Wet etch AZO 50 sec Lift-off AZO
三种条件对应的TFT，提取的源漏电阻都在20 kΩ左右，这一结果偏大 为了方便刻蚀，采用的AZO源漏只有100 nm左右，其方块电阻在1200 Ω/□左右 可以通过加厚AZO源漏来降低源漏电阻，随厚度增加AZO电阻率明显下降

9 总结 采用湿法刻蚀成功制备出BCE结构的底栅IGZO TFT器件
器件性能良好。湿法刻蚀获得的TFT性能与Lift-off工艺的器件性能接近。 采用高电导的AZO作为器件的源漏，1:1000的HCl刻蚀AZO和IGZO的速度分别为 400 nm/min和 8 nm/min，有40:1的高选择比且对IGZO刻蚀非常慢，保证不会对IGZO有较大的 过刻和表面损伤， 与干法刻蚀相比，湿法刻蚀不但工艺简单、成本低，而且也不存在等离子的轰击、离子 的残留等缺点。 AZO用作IGZO TFT的源漏，可以形成良好的欧姆接触，表明AZO是适合用于IGZO TFT的源 漏的材料 提出的BCE结构的底栅IGZO TFT制备技术可以保证IGZO TFT的简单制作工艺和低制 造成本 AZO还有潜力作为透明像素电极与TFT的源漏电极同时集成。从整个面板的角度考 虑，这将进一步简化制造工艺和降低制造成本

10 其它测试-FYI AZO AZO IGZO Sheet Resist = 3E8Ω TLM