磷酸处理对多孔SiO₂薄膜质子导电特性和双电层薄膜晶体管性能的影响

万相^1,2，刘阳辉¹，张洪亮¹

1. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所2. 中国科学技术大学纳米科学技术学院

摘 要：采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）制备了多孔SiO2薄膜,系统地研究了不同浓度磷酸处理对多孔SiO2薄膜的质子导电特性、双电层电容和以此多孔SiO2薄膜为栅介质的铟锌氧（IZO）双电层薄膜晶体管性能的影响。结果表明:多孔SiO2薄膜的质子电导率和双电层电容随磷酸浓度升高而增大,60%浓度磷酸处理后多孔SiO2薄膜质子电导率和双电层电容分别达到1.51×10-4 S/cm和6.33μF/cm2。随磷酸浓度升高,双电层薄膜晶体管的工作电压降低,并且,电流开关比也变大。其中60%浓度磷酸处理后器件工作电压为1.2 V,迁移率为20 cm2/（V·s）,电流开关比为4×106。这种双电层薄膜晶体管有望应用在化学和生物传感等领域。

关键词：双电层;薄膜晶体管;磷酸处理;多孔SiO2;