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现如今平板显示技术正在急速发展,而薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)作为其核心组成器件更是受到众多研究者的关注。在此前非晶硅TFT、多晶硅TFT作为像素开关得到广泛应用,但是自从稳定性好、低温制备性能良好、均匀性好、透光率高的非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管(a-IGZO TFT)被研制出来之后,便迅速占领市场。然而随着技术的发展,视频格式的变化对设备的分辨率、清晰度的要求日益增高,现如今的设备已经满足不了广大用户的强烈需求,便不断地有双层有源层TFT被研究出来。2005年,美国的Dehuff研究小组研制出非晶铟锌氧化物薄膜晶体管(a-IZO TFT),其迁移率高、开态电流高、低温制备性能也较好,其缺点便是稳定性不高。因此本文在此基础上,对TFT器件采用双层有源层结构,前沟道为a-IZO材料,利用a-IZO的高迁移率的特性提高TFT器件的开态电流;背沟道为a-IGZO材料,利用a-IGZO的低关态电流的特性提高TFT器件的开关电流比。本文的研究重点如下:1)本文对双有源层TFT器件的两种有源层材料的厚度组成进行研究,即设定双层有源层TFT的有源层的总厚度为一定值,改变前沟道为a-IZO材料、背沟道为a-IGZO材料的厚度比,根据其厚度比的变化,研究其双有源层TFT的导电机制,以及有源层的载流子浓度的变化对TFT器件的电学特性的影响。并且对比讨论这两种材料的厚度在怎样的状态下才能使TFT的器件性能达到最佳。研究得出,当双层有源层TFT器件的前沟道材料a-IZO的厚度为5nm(a-IZO与a-IGZO的厚度比为5/35)时,TFT器件的开关电流比达到最大值、阈值电压最为接近0、亚阈值摆幅也为所研究的所有厚度比例TFT中的最小值、其稳定稳定性也佳。并且研究过程中发现,双层有源层TFT的电学特性普遍比单层有源层TFT的特性要好。2)态密度模型(density of states,DOS)是a-IGZO半导体与a-IZO半导体的电学特性的一个重要表征,在众多研究者对其特性的模拟研究中,均对DOS模型中的参数进行了研究。由于a-IZO较a-IGZO半导体相比,只是缺少了Ga元素,因此本文便结合现有的a-IGZO DOS模型对两种有源层材料的态密度模型参数进行研究。主要讨论其特定参数的变化对TFT器件的影响程度。仿真结果表明:a)前沟道a-IZO的导带尾态在E=EC时的nta浓度的增加,会导致双有源层TFT器件的开态电流的减小、阈值电压的增加;前沟道a-IZO的导带尾态的特性斜率wta的增加,会导致导带尾态的面积增加以及TFT器件的开态电流的减小、阈值电压的增加、亚阈值摆幅的减小。b)背沟道材料a-IGZO材料的氧空位态的变化对TFT器件的特性影响巨大,并且氧空位态与费米能级的相对位置对TFT器件也会有影响。因此前沟道的导带尾态(即阳离子的空轨道)对TFT器件的整体影响巨大,而背沟道的缺陷态对TFT器件的影响更加不可忽略。