N型金属诱导横向结晶TFT交直流应力下的器件退化研究

摘要

本文分别研究了的n型金属诱导横向结晶多晶硅薄膜晶体管在直流自加热应力和栅极施加脉冲应力下的退化和机制分析。具体研究了器件在不同的应力条件和与时间的依赖关系，并分别提出了器件退化的物理模型。 直流自加热应力下，退化过程可分为两个阶段，在初始阶段，器件性能有少许提高，退化现象并末发生。而常规退化阶段，性能大幅退化。通过有限元模拟沟道温度的分布，提取的激活能结合浮体效应解释退化初始阶段变化的原因，而阈值电压退化明显的第二阶段是由于晶界处强Si—Si键在高温下断裂所造成的。并首次观察到场效应迁移率的异常增加和平移，有效迁移率的引入解释为场迁移率增加的原因，而平移则取决于阈值电压的退化。 在栅极施加电压脉冲应力条件下，实验分别考虑脉冲上升沿、下降沿、脉冲个数(周期)和基准电压对退化的影响，器件的转移曲线显示亚阈值区没有变化，呈现出热载流子退化的典型特征。最后，对栅极交流应力的退化机制提出热载流子有二个来源：栅压降到耗尽区以下时，在源、漏极两端附近耦合出的水平瞬态电场是产生热载流的一个原因。当栅电压全部进入强反型时，栅电压下降时耦合的瞬态负压在源、漏极两端产生的PN结处出现耗尽区域则是热电子的第二个来源。

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文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1低温多晶硅及金属横向诱导薄膜多晶硅(MILC-TFT)简介

1.1.1低温多晶硅简介

1.1.2金属诱导横向晶化(MILC)技术

1.1.3实验样品制备

1.2本论文工作的研究基础

1.2.1自加热效应的前期研究

1.2.2热载流子退化的前期研究

1.3本论文工作的基本内容

第二章自加热应力退化研究与机制分析

2.1实验条件及器件参数提取

2.2实验结果与讨论

2.2.1退化的特征

2.2.2场效应迁移率的异常退化

2.3自加热应力的有限元模拟分析

2.3.1有限元热分析模型的建立

2.3.2器件沟道温度分布

2.4直流自加热退化的机制分析

2.5本章结论

第三章交流应力下热载流子退化研究

3.1实验结果与讨论

3.1.1退化的一般性特征

3.1.2交流退化与上升、下降沿的关系

3.1.3交流退化与周期、脉冲个数的关系

3.1.4交流退化与基准电压及脉冲高度的关系

3.2交流应力的退化模型讨论

3.3本章结论

第四章总结及下一步工作

参考文献：

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢