低電洞有效質量之P 型金屬氧化物研究及薄膜電晶體元件製作

研究找出適合製作P型氧化物的材料已經成為實現透明電子元件最重要的關鍵，目前 的研究顯示如0是較為可能的金屬氧化物材料之一，這是因為Sn 5s2軌域較大，可以和 02p軌域連接，同時也可和鄰近Sn 5s2軌域疊接，當有電洞產生時，較容易在此材料 中傳導，亦即電洞會有較低的等效質量，使得有較高載子遷移率！但是要控制載 子濃度則需Sn的空缺(Vsn)，提供acceptor-like的能階，這需要在多氧的環境下達成， 讓價帶頂端的電子佔據此能階而在價帶形成電洞；然而，少氧環境對電洞的非侷域化 (delocalize)有幫助，需要精確控制氧數量的生長條件及實驗環境。因此，我們藉由以往 生長材料經驗及沉積方法，例如脈衝直流反應式濺鍍、原子層沉積、電子束蒸鍍及離 子束輔助沉積等，比較優、缺點，掌握較佳製程條件，得到穩定且有較高電子遷移率 的p型。由於材料的熱敏感度，全程將採低溫製程，沉積完成後再實施回火，以 使薄膜有更高結晶化；也因為氧的擴散，嚴重影響此材料的導電率，將以其他的p型 材料如Cu20 - Li:ZnO或是NiO，結合SnO製作雙層及多層的p型結構，並研究非p型 氧化物(5i02 ＞SiN、』丨203等)作為覆蓋層，阻隔氧原子。此外，除了單純外，其他 具有較小電洞有效質置的二元結構材料如K2Sn203,專也將應用上述方法實施研究。最後，分別應用單層5打0、三元結構材料；雙層及多層P型結構作為主動層， 製作薄膜電晶體及互補式反向器，驗證各種薄膜特性，並提升元件耐久性。

系統編號:PB10312-0102
原計畫編號:MOST103-2221-E182-074