【摘要】：針對(duì)氫化非晶硅薄膜晶體管(hydrogenated amorphous silicon thin film transistor,a-Si:H TFT)的低頻噪聲特性展開實(shí)驗(yàn)研究.由測(cè)量結(jié)果可知,a-Si:H TFT的低頻噪聲特性遵循1/f~γ(f為頻率,γ≈0.92)的變化規(guī)律,主要受遷移率隨機(jī)漲落效應(yīng)的影響.基于與遷移率漲落相關(guān)的載流子數(shù)隨機(jī)漲落模型(?N-?μ模型),在考慮源漏接觸電阻、局域態(tài)俘獲及釋放載流子效應(yīng)等情況時(shí),對(duì)器件低頻噪聲特性隨溝道電流的變化進(jìn)行分析與擬合.基于a-Si:H TFT的亞閾區(qū)電流-電壓特性提取器件表面能帶彎曲量與柵源電壓之間的關(guān)系,通過溝道電流噪聲功率譜密度提取a-Si:H TFT有源層內(nèi)局域態(tài)密度及其分布.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:局域態(tài)在禁帶內(nèi)隨能量呈e指數(shù)變化,兩種缺陷態(tài)在導(dǎo)帶底密度分別約為6.31×10~(18)和1.26×10~(18)cm~(-3)·eV~(-1),特征溫度分別約為192和290 K,這符合非晶硅層內(nèi)帶尾態(tài)密度及其分布特征.最后提取器件的平均Hooge因子,為評(píng)價(jià)非晶硅材料及其穩(wěn)定性提供參考.
[Abstract]:The low frequency noise characteristics of hydrogenated amorphous silicon thin film transistor (hydrogenated amorphous silicon thin film transistor,a-Si:H TFT) are investigated experimentally. The measured results show that the low frequency noise characteristics of a-Si:H TFT follow the variation rule of 1 / f ~ 緯 (f = 0.92), which is mainly affected by the random fluctuation effect of mobility. Based on the random fluctuation model of carrier number (? N-渭 model) associated with mobility fluctuations, the source and drain contact resistance, local state capture and release carrier effect are considered. The variation of low frequency noise characteristics with channel current is analyzed and fitted. Based on the subthreshold current-voltage characteristic of a-Si:H TFT, the relationship between the surface energy band bending and the gate voltage is extracted. The local density of states and its distribution in the active layer of a-Si:H TFT are extracted by the channel current noise power spectral density. The experimental results show that the local states change exponentially with the energy in the gap, the bottom densities of the two defect states are about 6.31 脳 10 ~ (18) and 1.26 脳 10 ~ (18) cm~ (-3) eV~ (-1), and the characteristic temperatures are about 192K and 290K, respectively. This accords with the density and distribution of the band tail state in the amorphous silicon layer. Finally, the average Hooge factor of the device is extracted to provide a reference for the evaluation of amorphous silicon material and its stability.
【作者單位】： 工業(yè)和信息化部電子第五研究所電子元器件可靠性物理及其應(yīng)用技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;華南理工大學(xué)微電子學(xué)院;北京大學(xué)深圳研究生院信息工程學(xué)院;南華大學(xué)電氣工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):61574048) 廣東省科技重大專項(xiàng)(批準(zhǔn)號(hào):2015B090912002) 廣州市珠江科技新星專項(xiàng)(批準(zhǔn)號(hào):201710010172)資助的課題~~
【分類號(hào)】：TN321.5

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