本文通過(guò)傳輸線方法（TLM）研究了不同電極材料（Ti、Al、Ag）對(duì)非晶Si-Zn-Sn-O（a-SZTO）薄膜晶體管（TFT）電氣性能的影響，通過(guò)TLM接觸電阻測(cè)試儀提取了TFT的總電阻（RT）和接觸電阻（RC），結(jié)合電學(xué)表征和能帶分析，發(fā)現(xiàn)Ti電極因形成歐姆接觸且功函數(shù)差最小，顯著提升了遷移率和亞閾值擺幅等關(guān)鍵參數(shù)。

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實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與制備

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(a)a-SZTO TFT結(jié)構(gòu)示意圖（底柵交錯(cuò)結(jié)構(gòu)）(b)TLM測(cè)試樣品結(jié)構(gòu)示意圖

采用重?fù)诫s p 型 Si 襯底（含 100 nm SiO?），經(jīng)清洗后通過(guò)射頻濺射制備a-SZTO 溝道層（濺射條件：10?? mTorr、40 sccm Ar、50 W RF 功率）。TFT 為交錯(cuò)底柵結(jié)構(gòu)，源漏電極（Ti/Al/Ag）分別通過(guò)電子束蒸發(fā)、熱蒸發(fā)、直流濺射沉積，后經(jīng)退火和圖案化處理。TLM 樣品用于電阻分析，溝道長(zhǎng)度 10-100 μm，寬度 250 μm。

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電學(xué)性能

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(a)不同S/D電極的a-SZTO TFT轉(zhuǎn)移曲線(b)a-SZTO TFT電學(xué)參數(shù)對(duì)比

傳輸曲線分析：不同電極的IDS-VGS曲線顯示Ti電極器件性能最優(yōu)。關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比：

• Ti電極：VTH=10.1 V, μFE=19.21 cm2/V·s, S.S=0.64 V/dec；
• Al電極：μFE=18.64 cm2/V·s；
• Ag電極：μFE=1.33 cm2/V·s（性能最差）。

成因解釋：Ag電極形成肖特基接觸（非線性電流行為），增大載流子注入勢(shì)壘。

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能帶分析

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a-SZTO溝道與不同S/D電極的能帶圖（a）Ti,（b）Al,（c）Ag

能帶分析：不同S/D電極材料的功函數(shù)差異導(dǎo)致了a-SZTO通道層的帶彎曲。Ti/Al（功函數(shù)<通道層）形成歐姆接觸，Ag（功函數(shù)>通道層）形成肖特基接觸（勢(shì)壘高度~1.07 eV）。Ti的功函數(shù)與a-SZTO通道層的功函數(shù)差異最小，因此具有最佳的電學(xué)特性。

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TLM法與接觸電阻

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a-SZTO TFT的I-V曲線;(a)Ti;(b)Al;(c)Ag電極

TLM法分析的(a-c)總電阻RT與溝道長(zhǎng)關(guān)系;(d)接觸電阻RC對(duì)比

I-V特性（圖4）：Ti/Al電極線性特征（歐姆接觸），Ag非線性（肖特基接觸）。總/接觸電阻提取： （RT為總電阻，RS為方阻，RC為接觸電阻）。結(jié)果：Ti電極接觸電阻最低（5.5 Ω·cm2），Ag最高（因肖特基勢(shì)壘），與μFE趨勢(shì)一致。薄膜性能關(guān)聯(lián)：高RC劣化μFE和S.S，Ti電極通過(guò)小功函數(shù)差優(yōu)化了界面特性。結(jié)果表明，Ti電極（功函數(shù)4.33 eV）與a-SZTO通道層形成歐姆接觸，接觸電阻最低（5.5 Ω·cm2），且功函數(shù)差最小，導(dǎo)致器件性能最優(yōu)。本研究探討了不同源/漏（S/D）電極材料（Ag、Al、Ti）對(duì)非晶硅-鋅-錫-氧化物（a-SZTO）薄膜晶體管（TFT）性能的影響。通過(guò)傳輸線方法（TLM）提取了器件的總電阻（RT）和接觸電阻（RC），結(jié)合電學(xué)表征和能帶分析，揭示了功函數(shù)差異對(duì)接觸界面特性的關(guān)鍵作用。

TLM接觸電阻測(cè)試儀

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TLM接觸電阻測(cè)試儀用于測(cè)量材料表面接觸電阻或電阻率的專用設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電子元器件、導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體、金屬鍍層、光伏電池等領(lǐng)域。

• 靜態(tài)測(cè)試重復(fù)性≤1%，動(dòng)態(tài)測(cè)試重復(fù)性≤3%
• 線電阻測(cè)量精度可達(dá)5%或0.1Ω/cm
• 接觸電阻率測(cè)試與線電阻測(cè)試隨意切換
• 定制多種探測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量和分析

TLM接觸電阻測(cè)試儀可以精確提取不同電極材料（Ti、Al、Ag）薄膜晶體管（TFT）的總電阻（RT）和接觸電阻（RC），揭示功函數(shù)差與電氣特性的關(guān)系。原文參考：Work function effect of metal electrodes on the performance of amorphous Si–Zn–Sn–O thin?flm transistors investigated by transmission line method

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