铟锌氧化物薄膜晶体管局域态分布的提取方法

本文针对铟锌氧化物薄膜晶体管(IZO TFT)的低频噪声特性与变频电容-电压特性展开试验研究,基于上述特性对有源层内局域态密度及其在禁带中的分布进行参数提取.首先,基于IZO TFT的亚阈区I-V特性提取器件表面势随栅源电压的变化关系.基于载流子数随机涨落模型,在考虑有源层内缺陷态俘获/释放载流子效应基础上,通过γ因子提取深能态陷阱的特征温度;基于沟道电流噪声功率谱密度及平带电压噪声功率谱密度的测量,提取IZO TFT有源层内局域态密度及其分布.试验结果表明,带尾态缺陷在禁带内随能量呈e指数变化趋势,其导带底密度N1TA约为3.42×10~(20)cm~(-3)·eV-,特征温度TTA约为135 K.随后,将C-V特性与线性区I-V特性相结合,对栅端寄生电阻、漏端寄生电阻、源端寄生电阻进行提取与分离.在考虑有源层内局域态所俘获电荷与自由载流子的情况下,基于变频C-V特性对IZO TFT有源层内局域态分布进行参数提取.试验结果表明,深能态与带尾态在禁带内随能量均呈e指数变化趋势,深能态在导带底密度NDA约为5.4×10~(15)cm~(-3)·eV~(-1),特征温度TDA约为711 K,而带尾态在导带底密度NTA约为1.99×10~(20)cm~(-3)·eV~(-1),特征温度TTA约为183 K.最后,对以上两种局域态提取方法进行对比与分析.