《表1 不同退火温度下WZTO薄膜的氧空位比例Tab.1 Oxygen deficiency ratio of WZTO films under differ-ent annealing temper

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《退火温度对新型有源层WZTO薄膜晶体管性能的影响》

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为了进一步理解退火温度对WZTO薄膜化学成分和化学状态演变的影响，采用X射线光电子能谱（XPS）对不同退火温度的WZTO薄膜进行分析。所有的不同退火温度下的WZTO薄膜均进行表面XPS测量而不采用溅射后内部测量，这样可以很好地避免溅射带来的薄膜化学成分和元素价态的改变。所有的结合能均采用284.8eV C1s的峰位来校正。图4显示不同退火温度条件下WZTO薄膜O1s的XPS谱图。将WZTO薄膜的O1s峰通过高斯拟合分峰为3个峰，其峰值分别为（530.1±0.2）eV（OⅠ）、（530.9±0.2）eV（OⅡ）、（531.9±0.2）eV（OⅢ）。其中，OⅠ和OⅡ峰的峰位归因于氧分子晶格和氧空位，OⅢ峰位归因于氢氧化物。从图中可以看出，随着退火温度的升高，OⅢ所占比例逐渐减小，300～400℃变化较为明显而400～500℃基本没有变化，这表明，随着退火温度的升高，达到400℃时羟基转化成为氧化物。表1列出了不同退火温度WZTO薄膜的氧空位比例[OⅡ/（OⅠ+OⅡ+OⅢ）]。从图中可以看出，在空气氛围条件下进行退火，随着退火温度的升高，OⅡ峰的面积占总面积的比例也随之增加，这表明WZTO薄膜中的氧空位浓度亦随之增大，这是由于退火温度升高有利于金属化，使得HO化物转变为氧化物，非晶氧化物容易失去氧，形成氧空位[1，14]。WZTO薄膜中的氧空位浓度也随之增加（退火温度由300℃升高至500℃，其氧空位浓度由18%增加到38%），可以由此推测，热量增强了氧空位的形成过程，在较高温度下退火的WZTO薄膜可以获得更多的电荷载流子[15]，这也印证了图5所示的TFT在不同退火温度下的电学性能。