导　　师： 邓婉玲

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 暨南大学

摘　　要： 跟非晶硅（amorphous Silicon,a-Si）、多晶硅（ploy-Silicon,poly-Si）和有机薄膜晶体管相比,金属氧化物薄膜晶体管（Metal Oxide Thin Film Transistor,MOTFT）有着更高的载流子迁移率、更好的均匀性和弯曲性能及更低的沉积成本等优点。因此,MOTFT有着良好的应用前景,特别是在柔性电路和有源矩阵有机发光二极面板（Active Matrix Organic Light Emitting Diode,AMOLED）上,发挥着越来越重要的作用。未来,MOTFT还将会应用到柔性射频识别电路（Radio Frequency Identification,RFID）、数字混合电路、可吸收的生物传感器等领域。为了推动MOTFT技术更好的发展,建立物理意义明确的紧凑模型必不可少。它能够让我们更好的理解器件电学特性和新型材料对TFT性能的影响,并最终辅助于集成电路的设计。本文的主要内容是基于MOTFT的器件特性,考虑界面电荷的影响,提出了一种界面和体内陷阱态密度（Density of States,DOS）提取方法。同时,提出一种接触电阻提取方法,即接触电压法。基于参数提取的结果,提出了基于表面势并考虑接触效应的MOTFT电流紧凑模型。MOTFT有源层中的陷阱态密度很大程度决定了器件的电学特性和稳定性,因此,提出一种基于物理的可靠的DOS提取方法必不可少。它不仅有助于理解器件特性,还有助于建立更精确的电流模型。金属氧化物带隙陷阱态主要由氧空位陷阱态,氧空位浅施主态,以及价带和导带的带尾态组成。本文考虑了界面电荷,提出了一种DOS提取方法。该方法把栅电容（Cg）等效成有源层电荷电容（Cs）和界面电荷电容(Cit)并联后再与氧化层电容(Cox)的串联,它只需用到器件的C-V特性就可以把DOS提取出来,不仅简单,而且结果更加准确。本文将DOS提取结果代入到器件仿真软件中得到器件的I-V特性并跟实验数据做比较,两者吻合的很好。随着器件尺寸的不断缩小,接触电阻对器件的影响越来越大。特别是对于短沟道器件,接触电阻甚至会比沟道电阻还大。因此,准确的接触电阻提取对于器件建模有着重要的作用。本文提出了接触电压法,这种方法把沟道分成两部分:接触沟道和本征沟道。通过求解接触部分的压降（即接触电压Vc）进而得到接触电阻Rc。这种方法假设源端注入到有源层的电子是通过线性注入的形式来完成。基于上述的参数提取结果,考虑接触效应的影响,本文提出了一种基于表面势的漏电流模型,包括亚阈值区和开启区电流。因为考虑了接触效应,该模型可适用于不同沟道长度的器件。同时,该模型还适用于器件工作在简并状态下。因此,这是一个完整的,符合实际物理意义并能嵌入到电路仿真器中的漏电流模型。本文分别对不同沟道长度的器件进行表征,得到了器件的转移和输出特性曲线。通过跟实验数据比较发现:两者吻合的很好。综上所述,本文先提出DOS和接触电阻的提取方法,基于参数提取的结果建立了基于表面势并考虑接触效应的漏电流模型。通过和实验数据的比较,验证了参数提取方法和漏电流模型的有效性。更多还原

关 键 词： 金属氧化物薄膜晶体管 陷阱态密度 [4876964]接触电阻 参数提取 [8746495]表面势 [287468]电流模型

分 类 号： [TN321.5]

领　　域： []