耗尽型a-IZO TFT的模拟研究

发布时间：2020-03-23 21:57

【摘要】：采用Silvaco软件的Atlas对耗尽型单栅、双栅非晶铟锌氧化物薄膜晶体管SG a-IZO TFT、DG a-IZO TFT进行二维器件模拟。讨论了a-IZO层的厚度、态密度模型参数对耗尽型SG a-IZO TFT的电特性影响。研究发现,当a-IZO层厚度达到60 nm及以上时,器件的关断电流急剧上升。分析了态密度模型参数对单栅器件的电特性影响。对耗尽型SG a-IZO TFT与DG a-IZO TFT的电特性进行了比较。结果表明,DG器件在开启电压、亚阈值摆幅、开态电流等方面表现更佳。
【图文】：

本文使用的SG a-IZO TFT、DG a-IZO TFT分别如图1(a)、图1(b)所示。图1(a)中,采用底栅顶接触方式,沟道长度L为30 μm、宽W为180μm、栅极绝缘层厚度为100 nm,有源层厚度设为d。图1(b)中,采用源漏极非对称结构,与实际的双栅器件的结构一样[7-8]。在器件模拟时,a-IZO的DOS缺陷态包括指数分布的导带/价带尾态能级(gta、gtd)和高斯分布的氧空位态、深能级陷阱态(ggd、gga)。a-IZO材料的DOS模型如图2所示。这些能级的表达式为:

式中,E表示能级,EC为导带底能级、EV为价带顶能级、nta和ntd分别为导带尾态密度、价带尾态密度,Wta和Wtd分别为导带尾态特征能、价带尾态特征能。ngd和nga分别为氧空位态的峰值密度和受主深能级陷阱态的峰值密度,Egd和Ega分别为氧空位态和受主深能级陷阱态两个能级峰值所处的位置,Wgd和Wga分别为氧空位态和受主深能级陷阱态两个能级的衰变能量。运用Silvaco软件进行模拟,采用Fermi模型进行载流子统计,采用Gummel+Newton组合方法进行数值计算。源、漏极与a-IZO层的接触设为肖特基接触,栅极材料为n型多晶硅。a-IZO材料的电子亲和势X为[9]:

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本文编号：2597325