论文部分内容阅读
近年来,随着多晶硅薄膜晶体管（poly-Si Thin Film Transistor:TFT）技术的不断发展,其应用也越来越广泛,并被视为a-Si薄膜晶体管的理想替代品。相对于a-Si TFT,poly-Si TFT具有明显的优势:高迁移率、高速高集成化、p型和n型导电模式、自对准结构以及耗电小、分辨率高等优点,能够提供更亮、更精细的画面。其中p型和n型的导电模式不仅可以实现液晶显示（LCD）的驱动,而且也可以实现有机发光显示器（OLED）的驱动。因此采用多晶硅薄膜晶体管有源矩阵是未来大屏幕、高分辨率平板显示的首选驱动方法之一。随着器件尺寸减小至深亚微米,漏极附近的高电场产生的热载流子,注入到多晶硅薄膜层晶界中或者栅氧层中在Si-SiO2界面处,打断Si-H甚至弱的Si-Si产生受主型界面态,导致器件特性如阈值电压漂移、跨导和漏电流降低等的退化,最终引起器件以及器件所在电路的功能失效。热载流子退化效应所致器件以及电路系统的可靠性是器件的长期失效问题。本文借助TCAD工具,通过工艺模拟软件Tsuprem4来建立其器件结构,通过器件模拟软件Medici来计算其电学特性,研究热载流子效应。首先,由于多晶硅层中存在晶界,研究了晶界中陷阱密度对热载流子效应的影响,结果显示,提高多晶硅层的质量能较好的提高器件的抗热载流子性能。其次,在热载流子分析与模拟中,考虑了晶界中陷阱的影响,对MOSFET在静态应力作用下热载流子退化模型进行修正,并用这个模型模拟在热载流子注入情况下多晶硅薄膜晶体管的退化,模拟得到的结果能基本与国外文献中的实验结果符合。本文还研究了源漏扩展结构多晶硅薄膜晶体管的结构参数对器件可靠性的影响。对漏极轻掺杂结构器件改变栅氧的厚度,计算结果表明:栅氧厚度的变化与器件的热载流子退化并不成线性关系;另外,深入研究了源漏扩展区的掺杂浓度对器件热载流子可靠性的影响,指出提高掺杂浓度后器件退化的区域发生变化,使其对热载流子损伤的敏感程度降低。