薄膜晶体管电容电压特性及其模型研究

作     者：郭雪凯 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王明湘

授予年度：2016年

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] 

主      题：CV特性 结构参数 频率依赖的CV模型 薄膜晶体管TFT 陷阱电荷 传输线模型 

摘      要：本文主要介绍了薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)的电容-电压(CV)特性,并建立了一个频率依赖的CV(f-CV)模型。首先,在充分理解MOS结构器件CV特性的基础上,基于不同layout的TFT的结构差异,结合器件沟道耗尽和积累时的CV特性,我们提取了非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)TFT器件的结构参数:栅极氧化层厚度、IGZO沟道厚度、刻蚀阻挡层厚度(ESL)厚度以及接触孔处由于过渡刻蚀后留下的沟道厚度。其次,我们建立了一个频率依赖的TFT CV模型(f-CV)。该模型不仅包含了沟道电荷分析模型、RC延迟相关的传输线模型,也考虑了不同频率下,陷阱电荷对测量电容的影响。基于同一套参数,在频率f从10 kHz到1.5 MHz范围内,最终的电容模型f-CV能很好的拟合顶栅自对准多晶硅(p-Si)TFT的CV测量曲线。为了验证模型的正确性,我们还同时拟合了不同宽长比的TFT器件以及不同温度下的CV测量值,其拟合效果相当完美。