多晶硅薄膜晶体管泄漏电流建模研究与进展

泄漏电流是多晶硅薄膜晶体管应用的一个主要问题.多晶硅薄膜晶体管泄漏电流的建模对集成多晶硅薄膜晶体管设计和工艺改进具有重要意义.总结了多晶硅薄膜晶体管泄漏电流建模思想,并对三种基于不同物理机制的典型模型进行了评述,分析讨论了其优缺点;最后,对当前建模工作进行了总结与展望.     

多晶硅薄膜晶体管泄漏区带间隧穿电流的建模

讨论了带间隧穿(BBT)效应在多晶硅薄膜晶体管所有的泄漏机制中占主导地位的条件因素,说明了在高场或低温情况下,泄漏电流主要来自带间隧穿.考虑了BBT的两个产生区域--栅漏交叠处和靠近漏端的PN结耗尽区,分析了陷阱态密度以及掺杂浓度对BBT电流的影响,最后提出了一个适用于多晶硅薄膜晶体管泄漏区的带间隧穿电流模型.     

多晶硅薄膜晶体管源漏轻掺杂结构的优化设计

应用场助热电子发射(thermionic field emission)模型合理地分析了多晶硅薄膜晶体管中显著漏电流与器件参数及电极电压等因素间的内在关系,讨论了源漏轻掺杂结构在抑制漏电流方面的物理机制,并给出轻掺杂结构参数(如轻掺杂浓度、轻掺杂区域长度等)的优化设计,为多晶硅薄膜晶体管的器件设计提供了可靠的理论依据.     

多晶硅薄膜晶体管源漏轻掺杂结构的优化设计

应用场助热电子发射(thermionic field emission)模型合理地分析了多晶硅薄膜晶体管中显著漏电流与器件参数及电极电压等因素间的内在关系,讨论了源漏轻掺杂结构在抑制漏电流方面的物理机制,并给出轻掺杂结构参数(如轻掺杂浓度、轻掺杂区域长度等)的优化设计,为多晶硅薄膜晶体管的器件设计提供了可靠的理论依据.     

非晶硅薄膜晶体管的泄漏电流模型

当对a-Si:H TFT施加较大的漏-栅电压时,其泄漏电流主要取决于空穴在漏端耗尽区内的产生过程以及被有源层内中立陷阱捕获的过程.基于价带空穴和被陷阱所捕获空穴的一维连续性方程,推导出空穴在有源层内纵向传导的逃逸率.通过描述漏端耗尽区内空穴的产生率以及在a-Sic H层内空穴传导的逃逸率,建立了a-Si:H TFT的泄漏电流模型,并进行了相应验证.     

多晶硅薄膜晶体管Kink效应研究与建模

多晶硅薄膜晶体管(P-Si TFTs)技术在SOP(system on panel)显示应用中发挥着越来越重要的作用.随着尺寸的不断缩小,P-si TFT 的Kink效应越来越明显,对有源液晶显示矩阵和驱动电路的性能影响很大.对发生Kink效应的物理机制、二雏数值仿真及其一维解析模型进行了分析,讨论了晶粒边界、沟道长度与Kink效应的关系,提出建立适合电路仿真的一维解析模型的关键与展望.     

多晶硅薄膜晶体管kink效应的建模

从kink效应产生的物理机理出发,介绍了目前国内外研究多晶硅薄膜晶体管kink电流所采用的两种主要方法.一种是基于面电荷的方法,另一种是基于求雪崩倍增因子的方法.kink效应具体表现为器件在饱和区跨导和漏电流的显著增加.在数字电路中,kink效应会引起功耗的增加和开关特性的退化;而在模拟电路中,kink效应将降低最大增益和共模抑制比.因此,多晶硅薄膜晶体管kink效应的研究对液晶显示的发展具有重大意义.     

源漏轻掺杂结构多晶硅薄膜晶体管模拟研究

采用同型结模型模拟计算了源漏轻掺杂结构的关态漏析电流,同时考虑热电子效应修正漏极电流模拟结果,使漏极电流降低到10^-11A量级,晶体管的开关电流比值达到10^6量级,模拟研究掺杂区浓度和宽度与多晶硅薄膜晶体管开关电流比的变化关系。     

多晶硅薄膜晶体管寻址的全色液晶显示器

用激光诱导非晶硅结晶,以450℃的最高加工温度制成了多晶硅薄膜晶体管。薄膜晶体管具有迁移率高(50cm~2/V·s)阈值电压低(2V)、关断电流低(10~(-12)A)和可靠性高的特性。同时也介绍了用这种多晶硅薄膜晶体管寻址的3.5英寸的全色液晶显示器。     

PLT铁电薄膜的漏电流与I—V特性的研究

室温下在ＭＯＤ法制备的ＰＬＴ铁电薄膜的样品上，观察不同电场强度下电流随时间的变化，根据电流的变化情况，把电场划分为弱、中、强三个区间。在弱场下，电流随时间的变化可用幂指数的衰减来模拟，而且衰减系数随场强的增加有减小的趋势。在中强场时，电流随时间在水平方向上上下波动。在强场下，电流随时间在波动的同时不断增大。因此在对不同区间电流随时间变化Ｉ（ｔ）曲线分析的基础上，确定某一电场强度下的漏导电流，作出了Ｉ－Ｖ曲线。同时发现不同配方，在相同工艺条件下的样品，其弱、中、强场的数值区间是不一样的，因此作出的Ｉ－Ｖ曲线也有所区别。对非欧姆区的导电机理用空间电荷限制电流（ＳＣＬＣ）模型和晶界限制电流（ＧＢＬＣ）模型来解释，同时对样品正向与反向的导电机理进行了对比研究。而且对热释电电流测量中有指导意义的薄膜充电后缓慢的放电过程进行了观察和分析     

准分子激光烧结玻璃衬底上多晶硅薄膜材料的制备

在PECVD法制备a-Si：H薄膜材料基础上,以XeCl准分子激光\烧结为手段,对在玻璃衬底上制备多晶硅薄膜材料的工艺条件进行了探索,利用XRD,SEM,Raman光谱等分析测试手段对所制备材料的结构特征进行了表征,较高的衬底温度,合适的激光能量密度的脉冲频率,有利于获得高质量的多晶硅薄膜。     

多晶硅薄膜晶体管性能研究

文章首先提出多晶硅薄膜晶体管几种减小漏电流的方法,接着对采用超薄沟道结构和普通沟道结构的多晶硅薄膜晶体管的电特性进行对比,发现采用超薄沟道结构具有优越性,最后分析了器件特性与材料性质之间的关系。     

双沟平面掩埋结构SLD的液相外延生长及漏电分析

对液相外延生长的双沟平面掩埋异质结（DCPBH）结构超辐射发光二极管（SLD）双沟内漏电现象进行了理论分析与定量计算。在此基础上通过优化外延结构设计与液相生长参数,得到了电流限制较理想的DCPBH结构。     

HfO_2高k栅介质漏电流机制和SILC效应

利用室温下反应磁控溅射的方法在 p- Si(1 0 0 )衬底上制备了 Hf O2 栅介质层 ,研究了 Hf O2 高 k栅介质的电流传输机制和应力引起泄漏电流 (SIL C)效应 .对 Hf O2 栅介质泄漏电流输运机制的分析表明 ,在电子由衬底注入的情况下 ,泄漏电流主要由 Schottky发射机制引起 ,而在电子由栅注入的情况下 ,泄漏电流由 Schottky发射和 Frenkel-Poole发射两种机制共同引起 .通过对 SIL C的分析 ,在没有加应力前 Hf O2 / Si界面层存在较少的界面陷阱 ,而加上负的栅压应力后在界面处会产生新的界面陷阱 ,随着新产生界面陷阱的增多 ,这时在衬底注入的情况下 ,电流传     

铝电解电容器的低漏电研究与控制

介绍了铝电解电容器漏电流产生的根源,分析了影响漏电流的因素,通过研制工作电解液、选用高品质材料、改进制造工艺来控制铝电解电容器的低漏电。     

CCD输出二极管反向漏电机理的研究

分析了CCD输出二极管反向漏电的机理,认为有三个途径造成CCD反向漏电：n^ 区通过SiO2漏电,n^ 区通过Si-SiO2表面漏电以及体内漏电。提出了解决漏电问题的方法,即控制好氧化、扩散、离子注入、光刻以及退火等工艺。     

Laser Recrystallization of Polycrystalline Silicon in Recessed Structures

The pulsed-laser recrystallization of polysilicon in recessed structures, consisting of a silicon film deposited on a patterned oxide layer on a heat sink, is investigated for the first time. The different thermal environments created by the recess area, when compared to those outside this area, causes the recessed silicon to cool first. The different cooling rates in the continuous silicon film creates lateral temperature gradients, producing large elongated grains. Additionally, the recessed structure can lead to different film microstructures within the recessed area compared to outside this area. This structure is therefore capable of grain engineering different microstructures for polysilicon.     

一种具有低泄漏电流和高浪涌电流能力的1 200 V/20 A SiC MPS

通过离子注入优化,成功研制了一款六角形元胞设计的1 200 V/20 A的具有低泄漏电流和高浪涌电流能力的SiC MPS芯片。在25℃和175℃下的测试结果表明,导通压降V_F分别为1.48 V和2.03 V;归功于优化的离子注入和元胞设计,1 200 V耐压时,肖特基界面的最强电场强度仅为1.25 MV/cm。研制的MPS的泄漏电流仅为4.3μA(@25℃)和13.7μA(@175℃)。并且25℃和150℃下测试的浪涌电流高达258 A和252 A,约为额定电流的13倍。