【摘要】：跟非晶硅(amorphous Silicon,a-Si)、多晶硅(ploy-Silicon,poly-Si)和有機(jī)薄膜晶體管相比,金屬氧化物薄膜晶體管(Metal Oxide Thin Film Transistor,MOTFT)有著更高的載流子遷移率、更好的均勻性和彎曲性能及更低的沉積成本等優(yōu)點(diǎn)。因此,MOTFT有著良好的應(yīng)用前景,特別是在柔性電路和有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極面板(Active Matrix Organic Light Emitting Diode,AMOLED)上,發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。未來(lái),MOTFT還將會(huì)應(yīng)用到柔性射頻識(shí)別電路(Radio Frequency Identification,RFID)、數(shù)字混合電路、可吸收的生物傳感器等領(lǐng)域。為了推動(dòng)MOTFT技術(shù)更好的發(fā)展,建立物理意義明確的緊湊模型必不可少。它能夠讓我們更好的理解器件電學(xué)特性和新型材料對(duì)TFT性能的影響,并最終輔助于集成電路的設(shè)計(jì)。本文的主要內(nèi)容是基于MOTFT的器件特性,考慮界面電荷的影響,提出了一種界面和體內(nèi)陷阱態(tài)密度(Density of States,DOS)提取方法。同時(shí),提出一種接觸電阻提取方法,即接觸電壓法�；趨�(shù)提取的結(jié)果,提出了基于表面勢(shì)并考慮接觸效應(yīng)的MOTFT電流緊湊模型。MOTFT有源層中的陷阱態(tài)密度很大程度決定了器件的電學(xué)特性和穩(wěn)定性,因此,提出一種基于物理的可靠的DOS提取方法必不可少。它不僅有助于理解器件特性,還有助于建立更精確的電流模型。金屬氧化物帶隙陷阱態(tài)主要由氧空位陷阱態(tài),氧空位淺施主態(tài),以及價(jià)帶和導(dǎo)帶的帶尾態(tài)組成。本文考慮了界面電荷,提出了一種DOS提取方法。該方法把柵電容(C_g)等效成有源層電荷電容(C_s)和界面電荷電容(C_(it))并聯(lián)后再與氧化層電容(C_(ox))的串聯(lián),它只需用到器件的C-V特性就可以把DOS提取出來(lái),不僅簡(jiǎn)單,而且結(jié)果更加準(zhǔn)確。本文將DOS提取結(jié)果代入到器件仿真軟件中得到器件的I-V特性并跟實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做比較,兩者吻合的很好。隨著器件尺寸的不斷縮小,接觸電阻對(duì)器件的影響越來(lái)越大。特別是對(duì)于短溝道器件,接觸電阻甚至?xí)葴系离娮柽�大。因此,準(zhǔn)確的接觸電阻提取對(duì)于器件建模有著重要的作用。本文提出了接觸電壓法,這種方法把溝道分成兩部分:接觸溝道和本征溝道。通過(guò)求解接觸部分的壓降(即接觸電壓V_c)進(jìn)而得到接觸電阻R_c。這種方法假設(shè)源端注入到有源層的電子是通過(guò)線性注入的形式來(lái)完成�；谏鲜龅膮�(shù)提取結(jié)果,考慮接觸效應(yīng)的影響,本文提出了一種基于表面勢(shì)的漏電流模型,包括亞閾值區(qū)和開(kāi)啟區(qū)電流。因?yàn)榭紤]了接觸效應(yīng),該模型可適用于不同溝道長(zhǎng)度的器件。同時(shí),該模型還適用于器件工作在簡(jiǎn)并狀態(tài)下。因此,這是一個(gè)完整的,符合實(shí)際物理意義并能嵌入到電路仿真器中的漏電流模型。本文分別對(duì)不同溝道長(zhǎng)度的器件進(jìn)行表征,得到了器件的轉(zhuǎn)移和輸出特性曲線。通過(guò)跟實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn):兩者吻合的很好。綜上所述,本文先提出DOS和接觸電阻的提取方法,基于參數(shù)提取的結(jié)果建立了基于表面勢(shì)并考慮接觸效應(yīng)的漏電流模型。通過(guò)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較,驗(yàn)證了參數(shù)提取方法和漏電流模型的有效性。
【圖文】：

（a）非晶硅薄膜（b）a-IGZO薄膜的載流子傳輸路徑[7]

組分比例的 a-IGZO 的霍爾遷移率(cm2/Vs)與載流子濃度(括號(hào)內(nèi)，單位鋅是由 In2O3、Ga2O3和 ZnO 三種組分構(gòu)成，各個(gè)組分的性n2O3中的銦離子形成的 5s 軌道是電子傳輸?shù)闹饕窂�，，而且電子傳輸軌道的重疊[23]。5s 軌道之間相互交疊共享，增大了的高速傳輸。Ga2O3中的 Ga3+具有很強(qiáng)的電負(fù)性，能夠抑制子濃度[24]。因此，Ga 元素的摻入可以提高薄膜的穩(wěn)定性[2 薄膜的載流子濃度和遷移率減少的越多。ZnO 中的鋅離子形a-IGZO 達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。同時(shí)，Zn 離子還有減少導(dǎo)帶底的淺的作用。a-IGZO薄膜的導(dǎo)電機(jī)制與薄膜內(nèi)部的電子濃度密切ZO 薄膜的霍爾遷移率和自由載流子濃度隨組分比例 In2O3：從圖中可以看出，In 和 Zn 成分越多，Ga 成分越少，a-IG[27]
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN321.5

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 皮樹(shù)斌;楊建文;韓炎兵;張群;;鉍摻雜氧化銦鋅薄膜晶體管的研究[J];復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2017年03期

2 ;日本向三星轉(zhuǎn)讓新一代薄膜晶體管技術(shù)[J];網(wǎng)印工業(yè);2011年09期

3 何曉陽(yáng);薄膜晶體管制作工藝的發(fā)展概況[J];半導(dǎo)體技術(shù);1997年02期

4 中廳;;最優(yōu)化多晶硅薄膜制成的高性能薄膜晶體管[J];發(fā)光快報(bào);1987年Z1期

5 禹芳;;薄膜晶體管[J];光電子學(xué)技術(shù);1988年03期

6 陳祖平;1988年國(guó)際顯示研究討論會(huì)簡(jiǎn)介[J];光電子學(xué)技術(shù);1989年02期

7 吳茂林;;采用多晶硅的高壓薄膜晶體管[J];電子技術(shù);1989年11期

8 曹明子;;夏普公司開(kāi)發(fā)出14英寸薄膜晶體管彩色液晶顯示屏[J];發(fā)光快報(bào);1989年03期

9 周華;;用于大面積LCD的高遷移率多晶硅TFT的低溫制備[J];發(fā)光快報(bào);1989年06期

10 葉如華;國(guó)外薄膜晶體管研究工作進(jìn)展[J];發(fā)光與顯示;1980年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 雷威;陶治;王昕;;場(chǎng)發(fā)射薄膜晶體管的研究[A];2016真空電子學(xué)分會(huì)第二十屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2016年

2 狄重安;張鳳嬌;臧亞萍;黃大真;朱道本;;有機(jī)超薄薄膜晶體管的制備及其在傳感器方面的應(yīng)用研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第17分會(huì)：光電功能器件[C];2014年

3 朱樂(lè)永;李喜峰;張建華;;溶膠凝膠法制備鉿鋁氧化薄膜及其在薄膜晶體管中的應(yīng)用[A];中國(guó)真空學(xué)會(huì)2014學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2014年

4 董桂芳;邱勇;;并五苯薄膜晶體管穩(wěn)定性研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2006年

5 朱力;何剛;;全溶液法制備超薄高性能氧化銦薄膜晶體管[A];TFC’17全國(guó)薄膜技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2017年

6 張群;;非晶氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的研究進(jìn)展[A];2013年廣東省真空學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

7 張群;;氧化物半導(dǎo)體溝道層及其薄膜晶體管的研究[A];第八屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議摘要[C];2013年

8 王喜章;染谷隆夫;胡征;陳懿;;n-和p-型有機(jī)半導(dǎo)體涂層對(duì)五并苯薄膜晶體管性能促進(jìn)效應(yīng)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2006年

9 廖蕾;許磊;;氧化鋅薄膜缺陷態(tài)調(diào)控及其高性能晶體管研制[A];中國(guó)真空學(xué)會(huì)2014學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2014年

10 任錦華;楊建文;張群;;非晶摻鎳SnO2薄膜晶體管的制備[A];TFC’17全國(guó)薄膜技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2017年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 吉通;通海高科將公開(kāi)發(fā)行新股[N];中國(guó)工商報(bào);2000年

2 記者 張開(kāi)興 實(shí)習(xí)生 宮世杰;滁州惠科第8.6代薄膜晶體管液晶顯示器件項(xiàng)目正式點(diǎn)亮投產(chǎn)[N];滁州日?qǐng)?bào);2019年

3 記者 李志豪;總投資240億元的惠科第8.6代薄膜晶體管液晶顯示器件生產(chǎn)線項(xiàng)目落戶綿陽(yáng)[N];綿陽(yáng)日?qǐng)?bào);2018年

4 記者 任毅;惠科第8.6代薄膜晶體管液晶顯示器件生產(chǎn)線項(xiàng)目落戶綿陽(yáng)[N];四川經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2018年

5 記者 羅孝海 呂靜遠(yuǎn);滁州惠科光電科技有限公司第8.6代薄膜晶體管液晶顯示器件項(xiàng)目成功封頂[N];滁州日?qǐng)?bào);2018年

6 記者 施璇;惠科第8.6代薄膜晶體管液晶顯示器件項(xiàng)目在滁隆重開(kāi)工[N];滁州日?qǐng)?bào);2017年

7 ;扶持薄膜晶體管顯示器產(chǎn)業(yè)發(fā)展稅收優(yōu)惠政策[N];中國(guó)財(cái)經(jīng)報(bào);2005年

8 祖鐵楠;薄膜晶體管 液晶顯示器 技術(shù)及市場(chǎng)前景[N];中國(guó)電子報(bào);2000年

9 記者 祖鐵楠;吉林“通海高科”A股股票即將上市[N];中國(guó)電子報(bào);2000年

10 記者 劉霞;基于新型碳納米管的薄膜晶體管問(wèn)世[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 汪炳偉;米級(jí)碳納米管薄膜制備及全透明薄膜晶體管器件[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

2 胡詩(shī)r

本文編號(hào)：2594768