机械应力下多晶硅薄膜晶体管和负栅压偏置下非晶铟镓锌氧薄膜晶体管的可靠性研究

发布时间：2017-03-18 00:04

  本文关键词：机械应力下多晶硅薄膜晶体管和负栅压偏置下非晶铟镓锌氧薄膜晶体管的可靠性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文主要研究了柔性p沟道低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)在重复弯曲和拉伸应力下的机械应力可靠性。受到反复弯曲和拉伸应力后,它们的退化现象基本相同,阈值电压向正方向移动,亚阈值区基本上没有变化。机械应力过程中会使得多晶硅层产生电子,从而使得阈值电压发生变化。弯曲频率越快和施加拉力越大都会加速器件退化。部分器件在机械应力过程中发生损坏,损坏原因一般是金属线或栅绝缘层和沟道层的断裂造成器件失效。损坏位置一般位于两种材料的界面处,ANSYS仿真发现该位置有一个应力突变,使得器件容易在此位置损坏。提醒我们可以在器件的上方加上应力缓冲层来改善这种情况。随后,本文还研究了在负栅偏压温度应力下(NBTS)的非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管(a-IGZO TFT)的退化研究。在NBTS下,器件的阈值电压会负向移动,并伴有亚阈值摆幅的退化,这是由于a-IGZO中的离子化的氧空位在电场的作用下发生移动,并在界面处发生积累造成的。此外我们发现拉伸指数模型可以很好的拟合阈值电压的变化量。通过提取模型中参数发现,提取的有效能量势垒E?的为0.74?0.3eV,它代表离子化的氧空位移动到IGZO和二氧化硅界面所需要的平均能量。
【关键词】：可靠性 柔性 低温多晶硅薄膜晶体管 负栅偏压温度应力 非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN321.5
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-21
• 1.1 薄膜晶体管简介8-10
• 1.2 透明非晶氧化物半导体简介10-13
• 1.3 多晶硅薄膜晶体管简介13-14
• 1.4 本论文研究方法和实验仪器14-17
• 1.5 本文的主要工作及论文结构安排17-19
• 参考文献19-21
• 第二章 机械应力对LTPS TFT性能的影响21-42
• 2.1 柔性显示发展状况21-24
• 2.2 动态弯曲对柔性LTPS TFT电学性能的影响24-27
• 2.3 动态弯曲对柔性LTPS TFT破坏的分析27-30
• 2.4 弯曲情况下器件应力分布仿真30-33
• 2.5 动态拉伸对柔性LTPS TFT电学性能的影响33-37
• 2.6 动态拉伸对柔性LTPS TFT破坏的分析37-39
• 2.7 拉伸情况下器件应力分布仿真39-40
• 2.8 本章小结40-41
• 参考文献41-42
• 第三章 a-IGZO TFT在负栅偏压应力下的退化42-52
• 3.1 a-IGZO TFT在NBTS下的研究现状42-43
• 3.2 拉伸指数模型43-44
• 3.3 a-IGZO TFT在NBTS下的参数拟合44-49
• 3.4 本章小结49-50
• 参考文献50-52
• 第四章 结论及未来工作52-54
• 4.1 本文结论52
• 4.2 未来工作52-54
• 攻读硕士学位期间发表的论文54-55
• 致谢55-56

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