摘 要 本文介紹了利用射頻磁控濺射技術(shù)在氧化硅襯底上制備非晶氧化銦鎵鋅（a-IGZO）薄膜，對(duì)濺射的薄膜進(jìn)行了不同條件下的特性分析，制備成a-IGZO 薄膜晶體管（a-IGZOTFT），并分別研究了濺射氣氛、有源層厚度和退火工藝對(duì)器件電學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)使用50W 的濺射功率時(shí)，濺射過程中補(bǔ)充氧氣，可以填補(bǔ)材料的深能級(jí)氧空位缺陷，提高了器件性能。但氧氣濃度過大也會(huì)造成吸附氧等受主缺陷增多，更易發(fā)生載流子的散射，實(shí)驗(yàn)中采用氬氧比為Ar∶O2=24∶1.2的條件器件性能較好。其次，當(dāng)有源層厚度控制在40～50nm 時(shí)，器件性能較好，且40nm 的薄膜性質(zhì)更佳。最后，高溫退火工藝可以改善薄膜的缺陷，消除薄膜內(nèi)部原有應(yīng)力。相比氮?dú)馔嘶饤l件，將薄膜在空氣下退火可以實(shí)現(xiàn)更好的電學(xué)特性，將40nm 的薄膜在空氣下400℃退火30min，a-IGZO TFT 的性能達(dá)到最佳，其遷移率為15.43cm2/（V·s），閾值電壓為13.09V，電流開關(guān)比為7.3×108，為將來制備晶圓級(jí)的高遷移a-IGZO TFT奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 銦鎵鋅氧化物;薄膜晶體管;磁控濺射;有源層厚度;退火

薄膜晶體管（TFT）是廣泛應(yīng)用于液晶顯示器等電子設(shè)備的半導(dǎo)體器件，最早可以追溯到1962年，由美國(guó)RCA 實(shí)驗(yàn)室的Weimer提出[1]。隨著液晶顯示器的廣泛應(yīng)用，TFT 得到進(jìn)一步發(fā)展和完善。目前，主流的TFT結(jié)構(gòu)通常采用多晶硅或非晶硅作為半導(dǎo)體材料，氧化銦錫或氧化鋅等作為透明導(dǎo)電層，同時(shí)采用光刻技術(shù)精確控制器件的尺寸和性能。雖然工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，具有低成本、高制備效率、可控制備等優(yōu)點(diǎn)，但存在遷移率低、漏電嚴(yán)重、穩(wěn)定性差等諸多問題[3-6]。

近年來，基于非晶氧化物半導(dǎo)體（AOS）的TFT由于制備溫度低、遷移率高、均勻性好等優(yōu)勢(shì)受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前，在各類AOS TFT 中，非晶的銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管（a-IGZO TFT）的研究最為成熟，a-IGZO 是一種新型的n型半導(dǎo)體材料，由氧化銦、氧化鎵、氧化鋅三種化合物組成，被廣泛應(yīng)用于液晶顯示器等領(lǐng)域[7-10]。相比于傳統(tǒng)的非晶硅薄膜晶體管，a-IGZO TFT具有更高的電子遷移率、更低的漏電流和良好的透光率，可以提高TFT的開關(guān)速度、降低功耗、提高顯示器的分辨率和色彩飽和度[11，12]。研究表明，a-IGZO TFT 不僅可以應(yīng)用于顯示領(lǐng)域，而且基于其對(duì)光、壓力、pH 及氣體等參數(shù)具有可區(qū)分敏感性的優(yōu)勢(shì)，在神經(jīng)形態(tài)電子學(xué)[13-15]、光學(xué)[16-18]、生物[19-21]、氣敏[22，23]及壓力[24，25]等在內(nèi)的傳感器領(lǐng)域也具有重要的研究和應(yīng)用意義。

a-IGZO TFT器件的電學(xué)性能很大程度上取決于有源層，而薄膜質(zhì)量與其沉積工藝密切相關(guān)，因?yàn)椴煌L(zhǎng)機(jī)制的薄膜在結(jié)構(gòu)、化學(xué)及電學(xué)特性上會(huì)存在差異。為了獲得具有優(yōu)異電學(xué)性能的a-IGZO TFT，科研人員著手研究a-IGZO 薄膜的沉積工藝對(duì)器件電學(xué)性能的影響。當(dāng)前，有源層a-IGZO 薄膜的沉積主要采用濺射沉積[26-28]和溶膠凝膠法[29-31]制備，Choi等人[26]在Si/SiO2 襯底上采用溶膠凝膠法制備了a-IGZO TFT，研究了不同燒結(jié)時(shí)間下器件電學(xué)性能差異，發(fā)現(xiàn)器件遷移率會(huì)隨燒結(jié)時(shí)間的增加從0.825cm2/（V·s）增加至2.06cm2/（V·s）。Yabuta等人[29]采用射頻磁控濺射在室溫條件下制備了a-IGZO TFT，研究了濺射氣體氛圍對(duì)器件性能的影響，發(fā)現(xiàn)氧分壓會(huì)影響a-IGZO 的薄膜電導(dǎo)率，實(shí)現(xiàn)遷移率為12cm2/（V·s）電流開關(guān)比為108 的器件電學(xué)性能。由于直接制備出的薄膜質(zhì)量較差，存在高密度陷阱態(tài)，例如空位缺陷、懸掛鍵等，會(huì)導(dǎo)致器件性能較差，所以通常需要300℃以上的熱處理以降低陷阱態(tài)密度并提升器件電學(xué)特性[32-34]。

本文采用射頻磁控濺射沉積的方法制備了a-IGZO 薄膜，并在高溫下退火后制備成TFT，首先研究了不同的氣體氛圍、有源層厚度對(duì)a-IGZOTFT載流子遷移率、開關(guān)比、閾值電壓的影響，進(jìn)一步通過研究不同退火氣氛和時(shí)間對(duì)器件性能的影響，探索出高性能的a-IGZO TFT的制備工藝。

1 a-IGZO TFT制備流程

為了簡(jiǎn)化制備工藝，a-IGZO TFT 的制造采用背柵頂接觸結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)具體流程如下：選用硅上氧化硅晶圓片，p型重?fù)诫s硅作為襯底和柵電極，硅上300nm厚的SiO2 作為器件的柵介質(zhì)層。首先對(duì)襯底進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗，利用光刻機(jī)（SUSS MJB）和射頻磁控濺射（MSP-300B）沉積IGZO 薄膜，所用的IGZO靶材購(gòu)自北京晶邁中科材料技術(shù)有限公司，成分比為In2O3∶Ga2O3∶ZnO= 1∶1∶1 at%。為了保證薄膜優(yōu)異的半導(dǎo)體性質(zhì)，需要在濺射過程中控制氧氣比例，沉積氣壓設(shè)置為0.8Pa，沉積功率設(shè)置為50W。在a-IGZO 沉積之后，進(jìn)行熱退火處理，最后利用電子束蒸發(fā)（Cello Ohmiker50BR），在表面選擇性沉積了10nm 厚的鈦（Ti）和100nm 厚的金（Au）作為源漏電極，其中器件溝道寬長(zhǎng)比為W/L=100/40μm，a-IGZO TFT的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 a-IGZO 薄膜特性

首先要對(duì)磁控濺射出的IGZO 薄膜進(jìn)行特性分析，制備了50nm 厚的a-IGZO 薄膜，采用X 射線衍射（XRD，Bruker D8 ADVANCE）分析驗(yàn)證其是否為非晶態(tài)，結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯?，薄膜未表現(xiàn)出尖銳的晶態(tài)峰，只有散射峰存在，說明薄膜的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致，利用磁控濺射制備的IGZO 薄膜呈現(xiàn)非晶態(tài)，這是因?yàn)樵谑覝貭顟B(tài)下，O 原子不足以與In、Ga、Zn原子形成晶體結(jié)構(gòu)，但重金屬陽(yáng)離子仍可以進(jìn)行能帶導(dǎo)電，這與之前的研究相一致[35，36]。

TFT有源層表面的質(zhì)量對(duì)器件性能有著很大的影響，在硅片上利用磁控濺射沉積了不同厚度的a-IGZO 薄膜，對(duì)未退火、空氣下400℃退火10min和退火30min 進(jìn)行原子顯微鏡（AFM，SPM-9700HT）測(cè)試，表面形貌如圖3所示，選定的區(qū)域?yàn)?μm×5μm。由測(cè)試結(jié)果得到，隨著濺射時(shí)間的增大，其表面的粗糙度逐漸增大，不退火條件下，濺射10min的表面粗糙度Rq 為0.265nm，濺射25min的Rq 為0.398nm。比較圖3（b）和圖3（c）（d），可以看到，未經(jīng)退火的薄膜有較大的晶粒尺寸，且表面粗糙度較大，說明其薄膜質(zhì)量相對(duì)較差。而經(jīng)過退火處理后，其表面粗糙度大幅度降低，且隨著時(shí)間的增加，粗糙度也會(huì)降低，其中退火10min的Rq 為0.353nm，退火30min的Rq 為0.332nm。說明退火會(huì)提高薄膜的結(jié)晶度，晶格缺陷減少，薄膜材料表面的粗糙度降低，但并不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑B(tài)。

由于a-IGZO 是一種n型半導(dǎo)體材料，主要依靠淺能級(jí)氧空位提供自由電子，薄膜中氧空位含量會(huì)影響其導(dǎo)電性，進(jìn)而影響器件的性能。使用X 射線光電子譜（XPS，Thermo Fisher ESCALABXi+）對(duì)薄膜的性質(zhì)進(jìn)行探究，圖4 （a）為未退火條件下的a-IGZO 薄膜的XPS能譜圖。從圖中可以看出，In，Ga，Zn，O 的特征峰明顯，基本無其他雜質(zhì)，其中的C元素為XPS圖譜定標(biāo)時(shí)所用，結(jié)合能用C1s=284.8eV 為基準(zhǔn)校正。為了衡量退火對(duì)a-IGZO 薄膜內(nèi)部氧空位含量的影響，在硅片上直接濺射25min的a-IGZO，使用XPS對(duì)未退火和空氣下400℃退火10min和30min的O1s能譜進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量完成后將每個(gè)O1s能譜分為晶格氧OⅠ和空位氧OⅡ能譜，結(jié)果如圖4（b）～（d）所示。將空位氧OⅡ 峰的峰下面積計(jì)算可得，未退火時(shí)氧空位含量為44.54%，經(jīng)過N2 400℃@30min條件的退火，氧空位含量降至39.18%，Air 400℃@30min的氧空位含量降至35.97%。與未退火的情況進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)退火處理后薄膜內(nèi)部的氧空位含量大幅度降低，說明退火能夠有效消除薄膜的內(nèi)部缺陷，提高薄膜質(zhì)量。氧空位含量的減少說明在退火過程中斷裂的金屬氧化學(xué)鍵與弱金屬氧化學(xué)鍵轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的金屬氧化學(xué)鍵，薄膜內(nèi)部的空位氧向晶格氧發(fā)生轉(zhuǎn)變。這說明了空氣下退火有利于獲得質(zhì)量更為優(yōu)異的a-IGZO薄膜[33]。

2.2 不同濺射氣氛下的TFT電學(xué)性能

對(duì)于a-IGZO TFT 來講，其有源層的質(zhì)量好壞直接決定是否有好的器件特性，因此需要對(duì)a-IGZO 濺射工藝進(jìn)行優(yōu)化，如濺射氣氛和濺射厚度。我們首先考慮在射頻磁控濺射過程中不同的濺射氣氛對(duì)TFT電學(xué)性能的影響。如上所述，a-IGZO中主要依靠氧空位導(dǎo)電，因此需要在濺射過程中控制氧氣的比例以獲得具有優(yōu)異半導(dǎo)體性質(zhì)的薄膜。通過氣體流量計(jì)控制濺射腔室內(nèi)氬氣和氧氣的氣體流量比例（簡(jiǎn)稱氬氧比），分別在功率50 W 的條件下濺射了Ar∶O2=24∶0、24∶0.9、24∶1.2、24∶1.3、24∶1.4、24∶2.0（單位：sccm/min）的a-IGZO TFT，濺射時(shí)長(zhǎng)為20min，磁控濺射完薄膜后統(tǒng)一在氮?dú)猓∟2）下400℃退火10min，再利用電子束蒸發(fā)制備金屬電極，最后用半導(dǎo)體分析儀對(duì)器件的轉(zhuǎn)移特性進(jìn)行測(cè)量，即源漏電流IDS 與柵電壓VG 之間的曲線，其中源漏電壓固定為VDS=2.0V，柵電壓VG 范圍為-10～50V，轉(zhuǎn)移特性曲線如圖5所示。通過轉(zhuǎn)移特性曲線分別提取載流子遷移率（μFE）、閾值電壓（Vth）、電流開關(guān)比（Ion/Ioff）和亞閾值擺幅（S.S）對(duì)不同氬氧比下的器件特性進(jìn)行對(duì)比，如表1所示。

結(jié)合圖5和表1可以看出，Ar∶O2=24∶1.2時(shí)，器件的載流子遷移率最大，為12.17cm2/（V·s），同時(shí)關(guān)態(tài)電流最小，擁有最大的開關(guān)比。在濺射過程中通入氧氣會(huì)提高器件的遷移率，這是因?yàn)閍-IGZO 薄膜中的氧空位含量受到濺射過程中腔室內(nèi)O2 含量的影響，O2 含量的增加填補(bǔ)了材料的深能級(jí)氧空位缺陷，提高了器件的性能。但隨著氧占比的持續(xù)增大，吸附氧等受主缺陷增多，載流子受到的散射作用更明顯，溝道內(nèi)自由載流子數(shù)目減少，我們可以看到，當(dāng)氬氧比從24∶1.2升至24∶2.0時(shí)，器件特性出現(xiàn)持續(xù)退化，場(chǎng)效應(yīng)遷移率從12.17cm2/（V·s）下降到9.09cm2/（V·s），并且閾值電壓增大至19V，嚴(yán)重制約了器件的性能。

2.3 不同有源層厚度的TFT電學(xué)性能

為了進(jìn)一步提高器件的性能，需要進(jìn)一步優(yōu)化工藝，探究有源層厚度對(duì)TFT性能的影響。實(shí)驗(yàn)中保持濺射氣氛Ar∶O2=24∶1.2，通過控制薄膜濺射時(shí)長(zhǎng)為5min，10min，15min，20min，25min，30min制備了六種不同有源層厚度的器件，通過AFM 對(duì)濺射10min和25min的薄膜厚度進(jìn)行表征，計(jì)算得到薄膜生長(zhǎng)速率，可得知不同濺射時(shí)長(zhǎng)的薄膜厚度分別為10nm，20nm，30nm，40nm，50nm，60nm。圖6所示為不同有源層厚度的a-IGZO TFT的轉(zhuǎn)移特性曲線。

結(jié)合圖6和表2中器件的性能參數(shù)可以看到，當(dāng)濺射時(shí)間為25min 時(shí)，即有源層厚度為50nm，器件的性能相對(duì)較好，載流子遷移率最大，為12.31cm2/（V·s），閾值電壓最小，同時(shí)擁有較大的開關(guān)比。隨著有源層厚度的增加，器件的載流子遷移率逐漸增大，這是由于隨著a-IGZO 薄膜厚度的增加，沉積的原子數(shù)目增加使得原子間成鍵機(jī)會(huì)增加，懸掛鍵和缺陷會(huì)不斷得到補(bǔ)償并趨于穩(wěn)定，陷阱捕獲載流子數(shù)目減小，開態(tài)電流持續(xù)增大，同時(shí)遷移率也會(huì)隨著懸掛鍵等缺陷的減少而增大。但當(dāng)有源層厚度超過50nm 之后，器件的場(chǎng)效應(yīng)遷移率陡然下降，同時(shí)伴隨著閾值電壓的增大。分析可知，由于器件為背柵結(jié)構(gòu)，柵電壓加在了柵介質(zhì)層和有源層上，器件結(jié)構(gòu)相當(dāng)于兩個(gè)電容的串聯(lián)，由于有源層的電容對(duì)柵電壓起到了分壓效果[27]。不僅如此，載流子傳輸還會(huì)收到有源層中多余電荷和帶電離子的散射，導(dǎo)致載流子從源極到漏極的距離增加，降低器件性能[34]。因此，當(dāng)器件有源層薄膜的厚度大于最佳厚度50nm 時(shí)，在相同的柵壓下，有源層厚度的增大會(huì)導(dǎo)致絕緣層的電場(chǎng)減小，從而導(dǎo)致溝道載流子濃度也會(huì)隨之降低，器件性能有所下降。對(duì)于薄膜相對(duì)薄的器件，由于溝道表面直接裸露于空氣中，臨近背溝道表面的膜層將受到空氣中氧和水分子的影響，在載流子傳輸過程中更易發(fā)生散射，導(dǎo)致遷移率降低[29]，對(duì)于厚度較大的有源層，如40～50nm 的器件，受影響相對(duì)較小。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果上也可以印證，對(duì)于有源層厚度低于30nm 以下的TFT，厚度越小，載流子遷移率越低。

2.4 不同退火工藝下的TFT電學(xué)性能

在射頻磁控濺射薄膜時(shí)，薄膜的生長(zhǎng)過程中會(huì)出現(xiàn)原子的不完整排列，從而極易產(chǎn)生缺陷、空位[32]。由于薄膜中的缺陷會(huì)俘獲自由移動(dòng)的電子而造成內(nèi)建電場(chǎng)，影響載流子的傳輸。因此，可以通過退火等多種處理方式對(duì)薄膜進(jìn)行處理，改善薄膜的缺陷，進(jìn)而可以提高器件的性能。在研究中，我們均采用的是磁控濺射完后在N2 下400℃退火10min，為了探究退火工藝的最優(yōu)條件，使用Ar∶O2=24∶1.2，50W 的條件下濺射20min的參數(shù)，分別采用如下條件的退火工藝參數(shù)：N2 300℃ @ 30min，N2 400℃ @ 10min，N2 400℃@30min，Air 300℃@10min，Air 300℃@30min，Air 400℃@30min。分別測(cè)量不同退火條件下a-IGZO 的轉(zhuǎn)移特性曲線，結(jié)果如圖7所示。

結(jié)合圖7和表3中器件的性能參數(shù)可以看到，所有的退火工藝中，Air 400℃@30min下具有最優(yōu)的性能，載流子遷移率高達(dá)15.43cm2/（V·s），從圖7中看到，關(guān)態(tài)電流低至10-14A，是所有工藝中最低的，開關(guān)比達(dá)到108 量級(jí)。在相同的退火時(shí)間下，溫度越高遷移率越高。這是因?yàn)殡S著溫度的升高，氧空位會(huì)電離出電子，發(fā)生了從深缺陷態(tài)向淺施主態(tài)的轉(zhuǎn)變。從前文中形貌分析來看，退火時(shí)間越長(zhǎng)，其表面粗糙度也會(huì)隨之降低，薄膜更加平整，這有利于提高器件的整體性能。由于N2 為惰性氣體，a-IGZO 薄膜并不會(huì)與之發(fā)生反應(yīng)，相比較在空氣中的退火，由于含有氧氣，所以空氣退火條件能夠補(bǔ)充氧、解吸附OH 基團(tuán)或化學(xué)吸附氧來去除氧缺陷，提高了對(duì)氧空位缺陷形成的抑制，改善薄膜的表面狀況，提高了界面質(zhì)量。退火可以消除薄膜內(nèi)部原先的應(yīng)力，使薄膜中的原子間距變得更短，缺陷數(shù)量降低，密度降低。亞閾值擺幅也可以說明問題，通常亞閾值擺幅越低，說明半導(dǎo)體薄膜的陷阱缺陷態(tài)密度越低[29，32]。整體來看，器件在Air 400℃@30min的退火工藝下可以使得器件性能達(dá)到最佳。

3 結(jié)論

本文采用射頻磁控濺射的方法，制備了a-IGZOTFT，并從濺射氣氛、有源層厚度和退火工藝三個(gè)方面對(duì)薄膜性質(zhì)和器件的電學(xué)特性做了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，當(dāng)濺射功率為50W 時(shí)，最優(yōu)濺射氣氛為Ar∶O2=24∶1.2，濺射過程中補(bǔ)充氧氣，可以填補(bǔ)材料的深能級(jí)氧空位缺陷，提高了器件的性能，但氧氣濃度過大也會(huì)造成吸附氧等受主缺陷增多，載流子受到的散射作用更明顯，導(dǎo)致遷移率降低，閾值電壓增大。當(dāng)有源層厚度在30nm 以下時(shí)，由于膜層較薄，器件性能較差;有源層厚度為40～50nm 時(shí)，遷移率均在10cm2/（V·s）以上，且開關(guān)比均在107 量級(jí)以上。通過探究退火溫度，得到最佳條件為40nm 的薄膜在空氣下400℃退火30min，高溫退火使器件的性能得到了大幅度提高，器件的電學(xué)性能達(dá)到最佳：μFE =15.43cm2/（V·s），Ion/Ioff=7.3×108，S.S=0.71V/dec。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果加深了對(duì)AOS TFT的理解，為制備晶圓級(jí)的高遷移a-IGZO TFT 奠定了技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] WEIMER P K. CITATION CLASSIC-THE TFT-A NEWTHIN-FILM TRANSISTOR[J]. Current Contents/EngineeringTechnology amp; Applied Sciences， 1983（3）： 16-16.

[2] CHIANG T H， YEH B S， WAGER J F. Amorphous IGZOthin-film transistors with ultrathin channel layers[J]. IEEETransactions on Electron Devices， 2015， 62（11）： 3692-3696.

[3] KIM H， MOON J Y， HEO Y W， et al. Effect of thermalannealing on Ni/Au contact to a-InGaZnO films deposited bydc sputtering[J]. Thin solid films， 2010， 518（22）： 6348-6351.

[4] Le COMBER P G， SPEAR W E， GHAITH A. Amorphous-silicon field-effect device and possible application[J].Electronics Letters， 1979， 6（15）： 179-181.

[5] KLASENS H A， KOELMANS H. A tin oxide field-effecttransistor[J]. Solid State Electronics， 1964， 7（9）： 701-702.

[6] GLUECK J. A simplified a-Si： H TFT process for large-areaAMLCDs[J]. Journal of the Society for Information Display，1997， 5（3）： 189-195.

[7] MA Q， WANG H， ZHOU L， et al. Robust gate driver onarray based on amorphous IGZO thin-film transistor forlarge size high-resolution liquid crystal displays[J]. IEEEJournal of the Electron Devices Society， 2019， 7： 717-721.

[8] IWASE Y， TAGAWA A， TAKEUCHI Y， et al. A novellow-power gate driver architecture for large 8 K 120 Hz liquidcrystal display employing IGZO technology[J]. Journalof the Society for Information Display， 2018， 26（5）： 304-313.

[9] HSIEH H H， LU H H， TING H C， et al. Development ofIGZO TFTs and their applications to next-generation flatpaneldisplays[J]. Journal of Information Display， 2010， 11（4）：160-164.

[10] WU G M， LIU C Y， SAHOO A K. RF sputtering depositeda-IGZO films for LCD alignment layer application[J].Applied Surface Science， 2015， 354： 48-54.

[11] Physics and Technology of Crystalline Oxide Semiconduc-tor CAAC-IGZO： Application to Displays[M]. John Wiley amp;Sons， 2017.

[12] Amorphous oxide semiconductors： Igzo and related materialsfor display and memory[M]. John Wiley amp; Sons，2022.

[13] HE Y， LIU R， JIANG S， et al. IGZO-based floating-gatesynaptic transistors for neuromorphic computing[J]. Journalof Physics D： Applied Physics， 2020， 53（21）： 215106.

[14] HE Y， NIE S， LIU R， et al. Dual-functional long-termplasticity emulated in IGZO-based photoelectric neuromorphictransistors[J]. IEEE Electron Device Letters， 2019，40（5）： 818-821.

[15] ZHU L， HE Y， CHEN C， et al. Synergistic modulation ofsynaptic plasticity in IGZO-based photoelectric neuromorphicTFTs[J]. IEEE Transactions on Electron Devices，2021， 68（4）： 1659-1663.

[16] GENG D， CHEN Y F， MATIVENGA M， et al. Touchsensor array with integrated drivers and comparator usinga-IGZO TFTs[J]. IEEE Electron Device Letters， 2017，38（3）： 391-394.

[17] CHEN T， WANG C， YANG G， et al. Monolithic Integrationof Perovskite Photoabsorbers with IGZO Thin-FilmTransistor Backplane for Phototransistor-Based Image Sensor[J]. Advanced Materials Technologies， 2023， 8（1）：2200679.

[18] SEN A， PARK H， PUJAR P， et al. Probing the Efficacyof Large-Scale Nonporous IGZO for Visible-to-NIR DetectionCapability： An Approach toward High-PerformanceImage Sensor Circuitry[J]. ACS nano， 2022， 16（6）：9267-9277.

[19] YANG T H， CHEN T Y， WU N T， et al. IGZO-TFTbiosensors for Epstein-Barr virus protein detection[J].IEEE Transactions on Electron Devices， 2017， 64（3）：1294-1299.

[20] SHEN Y C， YANG C H， CHEN S W， et al. IGZO thinfilm transistor biosensors functionalized with ZnO nanorodsand antibodies[J]. Biosensors and Bioelectronics， 2014，54： 306-310.

[21] LI Y， ZENG B， YANG Y， et al. Design of high stabilitythin-film transistor biosensor for the diagnosis of bladdercancer[J]. Chinese Chemical Letters， 2020， 31（6）： 1387-1391.

[22] SHIN W， KWON D， RYU M， et al. Effects of IGZO filmthickness on H2S gas sensing performance： response， excessiverecovery， low-frequency noise， and signal-to-noiseratio[J]. Sensors and Actuators B： Chemical， 2021， 344：130148.

[23] TANG H， LI Y， SOKOLOVSKIJ R， et al. Ultra-highsensitive NO2 gas sensor based on tunable polarity transportin CVD-WS2/IGZO pN heterojunction[J]. ACS appliedmaterials amp; interfaces， 2019， 11（43）： 40850-40859.

[24] XIN C， CHEN L， LI T， et al. Highly sensitive flexiblepressure sensor by the integration of microstructuredPDMS film with a-IGZO TFTs[J]. IEEE Electron DeviceLetters， 2018， 39（7）： 1073-1076.

[25] GENG D， HAN S， SEO H， et al. Piezoelectric pressuresensing device using top-gate effect of dual-gate a-IGZOTFT[J]. IEEE Sensors Journal， 2016， 17（3）： 585-586.

[26] CHOI J H， SHIM J H， HWANG S M， et al. Effect ofsintering time at low temperature on the properties of IGZOTFTs fabricated by using the sol-gel process[J]. J.Korean Phys. Soc， 2010， 57： 1836-1841.

[27] KANG J， JANG Y W， MOON S H， et al. SymmetricallyIon-Gated In-Plane Metal-Oxide Transistors for HighlySensitive and Low-Voltage Driven Bioelectronics[J]. AdvancedScience， 2022， 9（13）： 2103275.

[28] SON H W， PARK J H， CHAE M S， et al. Bilayer indiumgallium zinc oxide electrolyte-gated field-effect transistorfor biosensor platform with high reliability[J]. Sensors andActuators B： Chemical， 2020， 312： 127955.

[29] YABUTA H， SANO M， ABE K， et al. High-mobilitythin-film transistor with amorphous In Ga Zn O 4 channelfabricated by room temperature rf-magnetron sputtering[J]. Applied physics letters， 2006， 89（11）： 112123.

[30] PARK S， KIM K H， JO J W， et al. In-depth studies onrapid photochemical activation of various sol– gel metaloxide films for flexible transparent electronics[J]. AdvancedFunctional Materials， 2015， 25（19）： 2807-2815.

[31] KIM K T， KANG S H， KIM J， et al. An Ultra-FlexibleSolution-Processed Metal-Oxide/Carbon Nanotube ComplementaryCircuit Amplifier with Highly Reliable Electricaland Mechanical Stability[J]. Advanced Electronic Materials，2020， 6（1）： 1900845.

[32] ANN Y D， YEON J H， OH T. Comparison between theElectrical Properties and Structures after Atmosphere Annealingand Vacuum Annealing of IGZO Thin Films[J].Industry Promotion Research， 2016， 1（1）： 7-11.

[33] MUDGAL T， WALSH N， MANLEY R G， et al. Impactof annealing on contact formation and stability of IGZOTFTs[J]. ECS Transactions， 2014， 61（4）： 405.

[34] PENG C， YANG S， PAN C， et al. Effect of two-step annealingon high stability of a-IGZO thin-film transistor[J].IEEE Transactions on Electron Devices， 2020， 67（10）：4262-4268.

[35] WAGER J F. 15.1： Invited Paper： Amorphous OxideSemiconductor Thin-Film Transistors： Performance amp;Manufacturability for Display Applications[C]//SID SymposiumDigest of Technical Papers. Oxford， UK： BlackwellPublishing Ltd， 2009， 40（1）： 181-183.

[36] WANG W， LI L， LU C， et al. Analysis of the contact resistancein amorphous InGaZnO thin film transistors[J].Applied Physics Letters， 2015， 107（6）.

基金項(xiàng)目： 陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023-YBSF-407）。