多結晶シリコン薄膜トランジスタのトラップ密度の完全抽出

摘要

多結晶シリコン薄膜トランジスタ（poly-Si TFT）の絶縁膜界面と結晶粒界には，多数のトラップ準rn位が存在し，トランジスタ特性に影響を与える主たる要因となるため，それらのトラップ密度を分離して抽出すrnることは重要である．本研究では，表側低周波C-V特性と裏側低周波C-V特性とI-V特性から，表側絶縁膜rn界面トラップ密度（D_(fr)）と裏側絶縁膜界面トラップ密度（D_(bk)）と結晶粒界トラップ密度（D_(gb)）を抽出する方法rnを開発した．まず，表側C-V特性と裏側C-V特性から，ポアソン方程式とキャリヤ密度方程式を数値的に解いrnて，D_(fr)かとD_(bk)ゎたを抽出できる．次に，抽出したD_(fr)とD_(bk)とI-V特性から，二次元デバイスシミュレータをrn用いて，D_(gn)を抽出できる．本抽出方法を使って，レーザ結晶化poly-Si TFTに対して，酸素プラズマ処理とrn水素プラズマ処理を施したもののトラップ密度を抽出した．まず，D_(fr)とD_(bk)とD_(gb)が異なるエネルギー分布rnをもつことが分かった．また，酸素プラズマ処理は，トラップ密度低減効果があるが裏側絶縁膜界面まで拡散しrnにくいことが分かった．これらの結果から，本抽出方法がpoly-Si TFTの評価に有用であると結論づけられる．