采用氢(H)扩散掺杂源漏的方法对自对准顶栅a-IGZO TFT的制备工艺进行了研究。氢的扩散掺杂通过PECVD生长SiNx钝化层而实现。实验结果显示, 在栅电极图形化后, 是否继续进行栅介质刻蚀对器件性能有较大影响。对刻蚀了SiO2栅介质层的器件, 发现其泄漏电流较大, 这可能是由于有源层侧壁的刻蚀残留物导致的; 短沟道器件阈值电压偏负且在经过退火后迁移率减小, 则是由于严重的H横向扩散导致的。对未刻蚀SiO2栅介质层的器件, 发现其阈值电压相对偏正, 应该是因为SiO2栅介质对H的掺杂有一定的阻挡作用, 导致H的横向扩散得到了抑制; 器件在经过退火后迁移率上升, 开态电流增大, 应该是因为未刻蚀栅介质中的H热扩散到下方的源漏区域, 降低了源漏电阻。

采用标准的液晶显示屏基板制备工艺制备出铟镓锌氧薄膜晶体管（IGZO-TFT）,通过调节IGZO薄膜工艺中氧分压, 研究不同氧分压对TFT器件电学性能的影响。实验结果表明, 所有器件都展现出良好的电学特性, 随着氧分压从10%增加到50%, TFT的阈值电压由0.5 V增加到2.2 V, 而亚阈值摆幅没有发生变化。在栅极施加30 V偏压3 600 s后, 随着氧分压的增加, 阈值电压向正向的漂移量由1 V增加到9 V。经过分析得出高氧分压的IGZO-TFT器件中载流子浓度低, 建立相同导电能力的沟道时所需要栅极电压会更大, 阈值电压会增加。而在金属-绝缘层-半导体（MIS）结构中低载流子浓度会导致有源层能带弯曲的部分包含更多与电子陷阱相同的能态, 栅介质层(GI)会俘获更多的电子, 造成阈值电压漂移量较大的现象。

采用原子层沉积工艺(ALD)生长均匀致密的三氧化二铝(Al2O3)薄层对氮化硅(SiNx)绝缘层进行修饰,研究了铟镓锌氧薄膜晶体管(IGZO-TFTs)器件的性能。当Al2O3修饰层厚度为4 nm时,绝缘层-有源层界面的最大缺陷态密度相比于未修饰器件降低了17.2%,器件性能得到显著改善。场效应迁移率由1.19 cm2/(V·s)提高到7.11 cm2/(V·s),阈值电压由39.70 V降低到25.37 V,1 h正向偏压应力下的阈值电压漂移量由2.19 V减小到1.41 V。

研究了在TFT制备过程中, 直流溅射和交流溅射生长铟镓锌氧薄膜对器件的转移特性和栅偏压应力特性的影响。交流溅射生长的IGZO制备的器件具有较低的阈值电压和较好的亚阈特性, 分别为0.937 V和0.34 V/dec; 而直流溅射得到的阈值电压和亚阈值摆幅则分别是: 1.78 V和0.50 V/dec。对于稳定性, 在30 V的栅极应力下, 直流溅射得到的器件的阈值电压漂移则相对小一些。本文通过分析直流和交流溅射的过程中薄膜的沉积情况, 阐述了上述现象产生的原因。