柔性半导体器件凭借其可弯曲、低成本、低功耗、生产简易性和规模化等突出优势而存在广阔的应用前景,如曲面显示、智能标签、小型计算芯片、可穿戴设备等,为用户带来全新的体验。柔性半导体器件需要由柔性材料制成,其中铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide,即IGZO)是制造柔性半导体器件的主要材料之一。尽管目前柔性IGZO薄膜场效应管(Thin Film Transistors,TFT)尚未实现批量生产,但是此种器件容易与现有工艺实现兼容,且具有广阔的应用前景,因此国际上对IGZO柔性半导体器件进行了深入而广泛的研究。为了更好的将IGZO-TFT应用到各种产品中,有必要对该器件的性质进行深入的研究。其中电容-偏压特性(C-V特性)作为半导体器件的基本特性之一,能够在一定程度上表征器件的性质。一般情况下MOS结构半导体器件的栅电极与源极或漏极之间会存在电容,电容会随栅极电压的变化而改变,变化过程可用C-V特性曲线描述。MOS结构的C-V特性能够表征器件的载流子浓度分布,陷阱在器件内的分布、时间常数及陷阱能级的位置,以及放大器的频率特性。IGZO器件与MOS结构有相似之处,但是由于其材料的特殊性质,其低频C-V曲线不存在反型区。因此有必要对IGZO器件的C-V特性进行深入的研究。本文主要仿真研究了IGZO器件的C-V特性,具体研究内容如下:首先对柔性材料IGZO的电学性质进行分析,其中重点分析其载流子特性,通过计算表明该材料的本征载流子浓度很低,为10-15cm-3量级,根据该结论得到了沟道电子浓度与偏压的关系,并建立仿真模型;其次,详细论述了IGZO薄膜场效应管的常见结构——背栅结构,根据对称性将仿真过程简化,并根据有限差分原理划分了器件的仿真单元;然后,根据矩阵形式的二维泊松方程,利用奇异值分解处理,求出器件的二维电势分布,为了进一步分析器件的C-V特性,在上述结果的基础上,求解交流形式的二维泊松方程,得出了一定小信号频率下器件的二维电势分布;最后,通过电容的阻抗模型,仿真得出器件的C-V特性,在不同频率下该仿真结果与已报导的实验结果基本一致,并通过交流电势幅值与相位的二维分布,分析得出该结构的高低频电容在积累区的差异主要由于IGZO材料载流子浓度低,电阻率较高。