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。     

多晶硅薄膜晶体管的电流和电容分析模型

提出一种用于电路模拟的基于表面势的多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFTs)的电流和电容分析模型.采用非迭代方法计算poly-Si TFTs表面势随端电压的变化,从而大大地提高了上述模型的计算效率.基于表面势的解析计算和薄层电荷方法,提出了包括小尺寸效应和翘曲效应的电流电压模型.同时,文中还提出了基于电荷的电容模型.电流和电容模型在线性区和饱和区都是连续和准确的,不需要没有物理意义的光滑处理.与实验数据的比较发现,模型和实验数据符合得较好,这也证明了所提出模型的准确性.并且,该模型适用于电路仿真器.     

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.     

一种围栅金属氧化物半导体场效应管阈值电压模型

针对深亚微米金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)多晶硅耗尽效应加剧问题,提出了一种全耗尽圆柱形围栅MOSFET阈值电压解析模型.通过求解多晶硅耗尽层电势泊松方程,得到多晶硅耗尽层上的压降,用以修正沟道区的通用边界条件.然后利用叠加原理求解沟道二维电势泊松方程,建立了圆柱形围栅MOSFET的表面势和阈值电压解析模型,并利用器件数值仿真软件Sen-taurus对解析模型进行了验证.研究结果表明,衬底掺杂原子浓度越高,或多晶硅掺杂原子浓度越低,多晶硅耗尽层上的压降就越大,阈值电压偏移也越显著.与现有模型相比,该解析模型的精确度提高了34%以上.     

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     

最小二乘拟合计算有机薄膜晶体管阈值电压的研究

通过制备了一个基于并五笨为有源层的顶栅底接触OTFT器件获取电流电压实验数据,并运用电流电压特性曲线理论拟合计算方法计算其阈值电压.研究发现,采用不同的拟合方法得到的阈值电压值有较大的差异.若选取转移特性曲线线性区距中心1/2范围内测试点进行最小二乘拟合计算出的阈值电压能减少采用其他拟合方法的固有不准确性,而且与其他方法得到阈值电压最接近.     

多晶硅薄膜晶体管的泄漏电流和噪声模型

为了建立适用于电路仿真器的泄漏区模型,通过泄漏电流、激活能和低频噪声等研究了多晶硅薄膜晶体管的泄漏产生机制.在不同的电场条件下,基于不同的泄漏产生机制,提出了产生-复合率的分区近似计算模型,并统一成适用于1×106～5×108V/m电场范围的泄漏电流模型.同时,建立了中低电场区的激活能模型和泄漏区低频噪声紧凑模型.将模型仿真结果与实验数据进行了比较,证明了所建立模型的有效性,且模型适用于电路仿真器.     

非对称Halo的异质栅SOI MOSFET阈值电压解析模型

为了改善MOSFET的短沟道效应和驱动电流，首次提出了非对称Halo掺杂的异质栅SOIMOSFET结构，这种结构在沟道源端一侧注入浓度较高的杂质，再由具有不同功函数的两种材料拼接形成栅极．通过求解二维电势Poisson方程，建立了全耗尽器件表面势和阈值电压的解析模型．研究表明，该结构能有效抑制漏致势垒降低和热载流子效应，且在沟道长度小于100nm条件下，阈值电压表现出明显的反短沟道特征，在Halo和栅材料界面附近的电场峰值使通过沟道的载流子的传输速度显著提高，解析模型与二维数值模拟软件MEDICI所得结果吻合度较高．     

亚微米埋沟pMOSFET阈电压模型

亚微米埋沟ｐＭＯＳＦＥＴ的阈电压模型，该模型考虑了热电子发射等短沟道效应。只要对模型中的符号作相应改变，则可作为ｎＭＯＳＦＥＴ的模型。     

双层多晶FLOTOX E2PROM的阈值电压退化特性

基于FLOTOX E^2PROM结构,分析了影响FLOTOX E^2PROM可靠性的主要因素,包括可编程窗口退化、电荷保持特性退化及与时间有关的隧道氧化层击穿(TDDB)等,发现FLOTOX的可靠性与隧穿氧化层的质量密切相关．实验表明,擦／写电压应力周期、脉;中电压应力大小及脉冲宽度的变化都会影响FLOTOX E^2PROM阈值电压的变化,分析认为隧穿氧化层中产生的缺陷(陷阱电荷)是引起FLOTOX E^2PROM阈值电压退化的主要原因,隧道氧化层中的陷阱电荷通过影响注入电场使阈值电压增加或减少．     

用于非均匀掺杂MOS器件开启电压计算的改进方法

提出一种改进了的计算衬底非均匀掺杂ＭＯＳ器件开启电压的算法。这种算法对增强 （Ｅ－）和耗尽（Ｄ－）型 ＭＯＳ器件都适用，且避免了对泊松方程的严格数值求解。所需 计算时间短，而精度足以满足计算机工艺模拟的一需要。本算法巳在ＳＵＰＲＥＭ－Ⅲ中实 现，取代了原程序中不正确的部分。模拟和测试结果相比较得到的一致性证实了该算法 是有效的。本文还对算法的理论基础进行了讨论。