高浓度掺杂非晶铟镓锌氧化物薄膜的态密度模型研究

作     者：蔡坤林 谢应涛 蹇欢 黄雁琳 翁嘉明 CAI Kun-lin;XIE Ying-tao;JIAN Huan;HUANG Yan-lin;WENG Jia-ming

作者机构：重庆邮电大学电子工程系重庆400065 上海交通大学电气工程系上海200240 

出 版 物：《电子学报》 (Acta Electronica Sinica)

年 卷 期：2024年第52卷第5期

页      面：1591-1600页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.61804019) 重庆市教委科学技术研究项目(No.KJZD-K202200607) 重庆市研究生科研创新项目(No.CYS22441) 

主　　题：非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管 态密度模型 钝化层沉积 等离子体处理 背沟道刻蚀 

摘      要：针对背沟道刻蚀(Back Channel Etch,BCE)技术的非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFTs),建立了一种高浓度掺杂态密度模型(High Concentration Doping Density Of States model,HCD-DOS model),并通过数值模拟研究态密度关键参数对器件性能的影响,以此揭示a-IGZO TFTs中制备工艺对导电沟道修复的物理机理.首先,采用结合强度较高的钼/铜双层结构作为栅/源/漏电极,引入BCE方法制备了底栅顶接触(BottomGate Top-Contact,BG-TC)TFTs.其次,建立了适用于BCE技术的a-IGZO TFTs的HCD-DOS模型.随后,基于TCAD(Technology Computer Aided Design)仿真器对态密度关键参数进行数值研究,结果表明,不同态密度参数对a-IGZO TFTs器件转移特性曲线、电学特性以及沟道内部电子浓度分布的影响有所差异.最后,基于HCD-DOS模型探索SiO_(x)钝化层沉积和N_(2)O等离子体处理对器件内部机理的影响.研究发现,N2O等离子体处理对态密度分布和沟道载流子浓度有显著影响,进而导致阈值电压正向漂移.