發(fā)布時(shí)間：2017-04-08 02:29

  本文關(guān)鍵詞：非晶半導(dǎo)體薄膜晶體管模型研究及參數(shù)提取，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：非晶硅(amorphous silicon,a-Si)薄膜晶體管(thin film transistor,TFT)大面積制作時(shí)均勻性較好,且可以低溫制造,被廣泛應(yīng)用于有源矩陣液晶顯示器(Active-Matrix Liquid-Crystal Display,AMLCD)和有機(jī)發(fā)光二極管顯示(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode,AMO LED)。另一方面,隨著工藝技術(shù)的發(fā)展,以非晶銦鎵氧化鋅(amorphous In Ga Zn O,a-IGZO)TFT為代表的非晶氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管具有遷移率較大、透明、與a-Si低溫制備工藝兼容、可實(shí)現(xiàn)柔性顯示等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注。本文分析研究了非晶IGZO薄膜晶體管陷阱態(tài)密度的提取方法�？紤]溝道表面勢(shì)的非均勻性分布,直接通過(guò)器件的電容-電壓(C-V)特性,利用泊松方程和高斯定理推導(dǎo)出a-IGZO TFT界面陷阱態(tài)電荷密度與柵壓的關(guān)系。結(jié)果表明,對(duì)于a-IGZO TFT,隨著柵源電壓的增加,界面陷阱態(tài)電荷密度起初保持不變,隨后快速上升,通常情況下,態(tài)密度的數(shù)量級(jí)為1011e V-1cm-2。同時(shí),根據(jù)界面陷阱態(tài)電荷密度和亞閾值擺幅之間的關(guān)系,提取了體內(nèi)陷阱態(tài)密度,并采用雙指數(shù)分布進(jìn)行表征。給出的陷阱態(tài)密度提取方法能同時(shí)提取界面陷阱態(tài)及體內(nèi)陷阱態(tài),且計(jì)算過(guò)程較已有的方法更簡(jiǎn)單。討論了a-Si TFT溝道內(nèi)的電壓分布,基于a-Si TFT溝道中雙指數(shù)分布的陷阱態(tài),考慮了源端、漏端串聯(lián)電阻及溝道電阻,得出了a-Si TFT溝道各點(diǎn)的閾值電壓表達(dá)式,研究結(jié)果表明,溝道中某一點(diǎn)的閾值電壓隨其與源端距離的增大而減小。從a-IGZO TFT直流特性出發(fā),以陷阱態(tài)分布為基礎(chǔ),根據(jù)a-IGZO TFT不同自由載流子濃度下的主要導(dǎo)電機(jī)制,將a-IGZO TFT的閾值電壓定義為簡(jiǎn)并導(dǎo)電出現(xiàn)時(shí)的柵源電壓。所給出的模型可直接通過(guò)a-IGZO TFT的體因子和陷阱態(tài)相關(guān)參數(shù)得到器件的閾值電壓,適用于實(shí)際電路中所有尺寸的a-IGZO TFT,可嵌入電路仿真器進(jìn)行電路仿真。根據(jù)a-Si TFT中載流子的傳輸方式,包括:(i)局域態(tài)之間跳躍導(dǎo)電,(ii)局域態(tài)和擴(kuò)展態(tài)之間跳躍導(dǎo)電,(iii)擴(kuò)展態(tài)內(nèi)傳輸導(dǎo)電,得到了a-Si TFT漏電流模型,模型描述了TFT所有正向工作區(qū)域,包括亞閾值區(qū)、線性區(qū)以及飽和區(qū)的電學(xué)特性。該解析模型的物理概念清晰,適用于對(duì)器件及電路進(jìn)行仿真。同時(shí),結(jié)合提出的a-IGZO TFT閾值電壓模型,建立了a-IGZO TFT漏電流靜態(tài)模型,模型可解釋a-IGZO TFT中載流子導(dǎo)電機(jī)制。利用a-IGZO TFT亞閾值區(qū)泄漏電流的產(chǎn)生機(jī)制,給出了a-IGZO TFT工作于亞閾值區(qū)時(shí),漏電流隨時(shí)間變化的模型。結(jié)果表明a-IGZO TFT的亞閾值區(qū)泄漏電流是由熱激發(fā)促使薄膜晶體管界面陷阱態(tài)俘獲載流子被激活進(jìn)入導(dǎo)帶而產(chǎn)生。且在一定時(shí)間范圍內(nèi),a-IGZO TFT亞閾值區(qū)的漏電流隨時(shí)間的增加近似指數(shù)減小。
【關(guān)鍵詞】：非晶硅 非晶銦鎵鋅氧 薄膜晶體管 缺陷態(tài) 閾值電壓 漏電流 模型
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN321.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 研究背景和意義13-14
• 1.2 a-Si TFT研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 a-IGZO TFT研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 a-IGZO薄膜特性15-17
• 1.3.2 a-IGZO TFT電學(xué)特性17-18
• 1.3.3 a-IGZO TFT閾值電壓18-19
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章a-Si TFT的直流特性20-31
• 2.1 a-Si TFT閾值電壓模型20-25
• 2.1.1 a-Si TFT溝道閾值電壓分布20-24
• 2.1.2 結(jié)果與討論24-25
• 2.2 a-Si TFT漏電流模型25-30
• 2.2.1 基于導(dǎo)電機(jī)制的漏電流模型25-28
• 2.2.2 結(jié)果與討論28-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章a-IGZO TFT的陷阱態(tài)提取31-53
• 3.1 常用陷阱態(tài)提取方法31-40
• 3.2 基于溝道非均勻性的C?V提取40-45
• 3.2.1 a-IGZO TFT陷阱態(tài)提取模型40-45
• 3.2.2 參數(shù)提取45
• 3.3 結(jié)果與討論45-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第四章a-IGZO TFT的閾值電壓提取53-67
• 4.1 常用閾值電壓提取方法53-58
• 4.2 a-IGZO TFT閾值電壓模型58-62
• 4.3 結(jié)果與討論62-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章a-IGZO TFT的漏電流模型67-93
• 5.1 漏電流模型67-73
• 5.2 a-IGZO TFT亞閾值區(qū)漏電流動(dòng)態(tài)模型73-83
• 5.2.1 亞閾值區(qū)泄漏電流產(chǎn)生機(jī)制73-76
• 5.2.2 亞閾值區(qū)漏電流動(dòng)態(tài)模型76-81
• 5.2.3 結(jié)果與討論81-83
• 5.3 a-IGZO TFT漏電流靜態(tài)模型83-92
• 5.3.1 漏電流靜態(tài)模型84-87
• 5.3.2 結(jié)果與討論87-92
• 5.4 本章小結(jié)92-93
• 結(jié)論93-95
• 參考文獻(xiàn)95-112
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果112-114
• 致謝114-115
• 附件115

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 強(qiáng)蕾;姚若河;;非晶硅薄膜晶體管溝道中閾值電壓及溫度的分布[J];物理學(xué)報(bào);2012年08期

  本文關(guān)鍵詞：非晶半導(dǎo)體薄膜晶體管模型研究及參數(shù)提取，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：291896