多晶硅薄膜晶体管特性的研究

利用高级二维器件模拟程序MEDICI分析了多晶硅薄膜晶体管有源区的长度、体内陷阱、界面陷阱、栅氧化层厚度等几何参数及物理参数,并研究了这些参数对薄膜晶体管特性的影响     

多晶硅薄膜压阻特性

介绍了一种用于计算高掺杂我晶硅薄膜的纵向、横向和剪切应变系数的简单的理论模型。这些应变系数的计算是依据单晶硅的弹性电阻系数和刚度系数进行的。以解析形式给出（１００）、（１１）、和（１１１）薄膜的纵向和横向应变系数在－１９０℃至＋３００℃温度范围内以及７×１０＾１９至×１０＾２０ｃｍ＾－３浓度范围对硼掺杂多晶硅薄膜进行了研究，新提出的理论可供多晶硅传感器的设计者参考。     

两步激光晶化法制备多晶硅薄膜晶体管

采用两步激光晶化方法制备了多晶硅薄膜 ,其晶粒尺寸达到 1 .1 μm.分析了在不同激光功率密度下 ,由两步激光晶化方法所制备的多晶硅薄膜的拉曼光谱 .测量了相应薄膜晶体管的转移特性和输入输出特性 ,由此得出薄膜晶体管的迁移率为 1 0 3 cm2 /( V·s) ,ION/IOF F为 1 0 6 ,分别是传统单步晶化制备的薄膜晶体管的2 .5倍和 1 1倍 .分析了两步晶化方法扩大晶粒尺寸的微观机理     

多晶硅薄膜光电导特性的研究

通过进一步多晶硅薄膜光电导特性观测到多晶硅薄膜光电导光谱分布曲线在长波区存在一个低幅值的台阶；在短波区出现峰值。由光电导光谱分布曲线确定的多晶硅薄膜平均等效的禁带宽度介于单晶硅与无定型硅的禁带宽度之间，其值的大小与多晶硅晶粒大小有关。实验还观测到与势垒光生伏特效应不同的另一种光生伏特效应，可能和材料及工艺不均匀性有关。     

多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型

提出一个多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型.该模型同时考虑了晶体管沟道内晶粒的数目、载流子在晶粒与晶粒间界处不同的输运特性和栅致迁移率降低效应,适应于从小晶粒到大晶粒线性区的多晶硅薄膜晶体管.研究表明:当晶粒尺寸Lg0.4μm时,其有效迁移率主要由晶粒间界控制;降低晶粒间界陷阱态密度可提高有效迁移率;减小栅氧化层厚度可增强栅压对有效迁移率的控制作用;高栅压时出现明显的有效迁移率退化效应.     

多晶硅薄膜和金属铝接触的研究

研究了ｎ型多晶硅薄膜和铝的欧姆按触、整流接触。在掺杂浓度Ｎ≥２．９×１０１９ ｃｍ－３的情况下为欧姆接触：在掺杂浓度Ｎ≤２．９×１０１８ｃｍ－３的情况下为整流接触； 用ＴＬＭ方法测出了Ｎ＝２．９×１０１９ｃｍ－３时的接触电阻率ρｃ＝５．５４×１０－３Ω．ｃｍ２； 从理论上定量地分析了掺杂浓度（１．４×１０１７～２．９×１０１９）ｃｍ－３的Ｕ－Ｉ特性曲线．理 论计算结果和实验数据符合较好．讨论了肖特基势垒高度φｂ和晶粒间界势垒高度φｇ 随掺杂浓度变化的规律，φｂ不随Ｎ变化，保持为常数；而φｇ却有极值。在实验 方面．探讨了用Ｔｉ代替Ａ１实现低阻浅结欧姆接触的可能性。在掺杂浓度较低的情 况下，给出了制备欧姆接触的方法。     

低掺杂多晶硅薄膜晶体管阈值电压的修正模型

对低掺杂多晶硅薄膜晶体管的表面势进行分析,将表面势开始偏离亚阈值区、沟道电流迅速增加时所对应的栅压作为晶体管的阈值电压.考虑到多晶硅薄膜的陷阱态密度为单指数分布,通过对低掺杂多晶硅薄膜晶体管的表面势进行求解,推导出一个多晶硅薄膜晶体管阈值电压解析模型,并采用数值仿真方法对模型进行了验证.结果表明:新模型所得到的阈值电压与采用二次导数法提取的阈值电压相吻合.     

低掺杂多晶硅TFT阈值电压的确定和提取

通过对低掺杂多晶硅薄膜晶体管表面势的分析, 建立基于物理过程的阈值电压模型。当其表面势偏离亚阈值区时沟道电流将迅速增加,将此时所对应的栅压定义为阈值电压。基于多晶硅薄膜的陷阱态密度为单指数分布,通过对表面势进行化简与求解,建立了解析的阈值电压模型。器件数值仿真结果表明,采用二次导数法所提取的阈值电压值与本文所提出的阈值电压模型较好的匹配。     

基于晶界离散分布的多晶硅薄膜晶体管直流模型

基于表面势的多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)漏电流模型无法体现晶界的离散分布特性,而基于阈值电压模型的各工作分区电流表达式存在不连续性.为克服此缺点,根据基于表面势模型的建模思想,考虑晶界势垒在沟道中离散分布的特点,提出了多晶硅薄膜晶体管的直流漏电流模型.该模型采用单一的解析方程描述多晶硅TFT各工作区的电流.研究结果表明:TFT工作于线性区且栅压一定时,随着漏压的增大,沟道有效迁移率降低;随着栅压的增大或沟道的缩短,漏电压对沟道有效迁移率的影响减弱.     

大面积薄栅MOSFET的V_T与D_(OX)的关系研究

本文研究了大面积薄栅M OSFET的阈值电压与栅氧化层厚度的关系。实验结果表明,在薄栅情形(d_(ox)=135～312 )中,阈值电压随着栅氧化层厚度的减少而下降;阈值电压的一维模型仍然适用于大面积薄栅MOSFET。     

Bi2Ti2O7薄膜的制备及在栅场效应管中的应用

采用化学溶液沉积法，用价格低廉的原料成功地制备了Bi₂Ti₂O₇介质膜.制膜过程简单，成本低廉，得到的薄膜具有良好的绝缘性和较高的介电常数.用其制备的绝缘栅场效应管与相同尺寸的SiO₂绝缘栅场效应管相比，前者具有较高的跨导和较低的开启电压.     

有源层厚度对非晶硅薄膜晶体管特性的影响

研究了有源层ａ－Ｓｉ∶Ｈ的厚度对ａ－Ｓｉ∶ＨＴＦＴ特性的影响．研究结果表明，ａ－Ｓｉ∶Ｈ层的厚度对ａ－Ｓｉ∶ＨＴＦＴ的静态特性（如开／关态电流比、阈值电压等）有较大的影响．理论分析表明，这是由于钝化层固定电荷在有源层背面引入了背面空间电荷层造成的．详细分析了背面空间电荷层对ａ－Ｓｉ∶ＨＴＦＴ特性的影响，提出了一个ａ－Ｓｉ∶ＨＴＦＴ有源层厚度优化设计的下限值，理论与实验相符合     

判断功率晶体管性能的方法

研究了功率晶体管特性的等效关系，引进达通电压；研究了反向击穿电压，产生－复合电流，得出由５个参数判定管子质量的方法。     

双栅MOS场效应晶体管的短沟道效应

一引言早在1965年就由Ditrick,Mitchell和Dawson等人研制出世界上第一批具有实际应用价值的双栅MOS四极管,也称双栅MOS场效应晶体管,它具有频率高、噪声低、增益可控和工作稳定等特点。关于DG—MOSFET′S在我国正处于开发和研制阶段,笔者虽早已做出管芯并已发了有关文章。但对它的特性和应用还有待进一步深入研究,特别是对它的阈电压和击穿电压等随沟道长度的缩短而降低。这种现象和本质,即所谓短沟道效应,要进行深入研讨,以进一步扩大其应用领域。二短沟道效应 DG—MOSFET′S同SG-MOSFET′S一样,为了提高频率和开关特性,除增大g_(ms)/c_(gs)的比值、减小寄生电容c_(ps)等外,最有效的办法就是减小沟道长度L_1和L_2.当L_1和L_2减小到可以同它的源漏耗尽层厚度相比拟时,也会出现所谓短沟道效应(SCE),即阈电压V_(th)和击穿电压BV随L_1和