傅若凡,杨建文,张 群

(复旦大学 材料科学系TFT-LCD关键材料及技术国家工程实验室，上海 200433)

近年来，以非晶氧化物薄膜晶体管(Thin Film Transistors, TFTs)技术为代表的新一代平板显示技术得到了蓬勃发展和长足进步[1].传统的非晶硅(Amorphous Silicon, a-Si)TFTs虽然具有均匀性好、成本低、技术成熟等优点，但其载流子迁移率一般小于1cm2/(V·s-1)，这无法满足大尺寸高清显示的需要[2].而低温多晶硅(Low Temperature Polycrystalline Silicon, LTPS)TFTs具有均匀性好的优点，但是其工艺制备温度偏高，并且由于多晶态的存在，均匀性相对较差，而且成本也较高.碳纳米管TFTs和石墨烯TFTs具有高的迁移率，但是将其可控地量产依然是一个非常大的挑战[3].以非晶铟镓氧(Amorphous InGaZnO4, a-IGZO)为代表的非晶氧化物半导体能够兼顾非晶硅均匀性好，成本低和低温多晶硅迁移率高的优点.自从2004年Hosono课题组在Nature发表了第一篇关于a-IGZO TFT的研究文献后，氧化物TFTs便得到了广泛关注和迅速发展[4-7].a-IGZO迁移率高的原因在于a-IGZO依靠传输半径较大且相互重叠的In3+(电子配置(n-1)d10ns0)s轨道传输电子[8-9].

但是a-IGZO使用了价格昂贵并且资源非常稀缺金属In元素，从长远来看，其不能满足可持续发展的要求.因此，探究新型无铟或者少铟型薄膜晶体管是有必要的.另外，a-IGZO里面含有Zn元素，Zn元素被证明具有降低TFT稳定性的效果，并且ZnO易溶于酸，背沟道刻蚀方法制备的TFT会对沟道有损害[10].Sn4+和In3+具有相同的电子结构配置，因此Sn4+成为最有希望制备出高迁移率TFT的材料之一.目前，已经有课题组制备出了迁移率高达96.4cm2/(V·s-1)的氧化锡TFTs[11].氧化锡易于结晶，而据相关文献报……