研究目的
通过非对称双沟道设计抑制多晶硅薄膜晶体管中的扭结效应并提高其电学可靠性。
研究成果
非对称双沟道长度多晶硅薄膜晶体管（ADCL）通过在浮空节点处引入高电压，有效抑制扭结电流并提升热载流子应力下的可靠性，同时减少碰撞电离和跨导退化。在相同宽长比条件下，ADCL的性能优于非对称双沟道宽度结构（ADCW）。该研究成果为无需额外制造工艺即可实现可靠多晶硅TFT的设计提供了有效方案。
研究不足
该研究仅限于玻璃基板上的特定TFT设计，可能无法推广至其他材料或结构。沟道长度或宽度的不对称性需要谨慎设计，以避免高电压下sub-TFT1出现扭结击穿，且这些方法可能无法完全消除所有可靠性问题。未涉及针对不同应用或尺寸缩放的优化。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过设计并制备具有不同沟道长度和宽度的非对称双沟道（ADC）多晶硅薄膜晶体管（TFT），以抑制扭结电流并提高热载流子应力下的可靠性。采用技术计算机辅助设计（TCAD）模拟分析内部行为，使用Selberherr碰撞电离模型并进行态密度（DOS）校准。
2：样品选择与数据来源：
在玻璃基板上制备N型自对准多晶硅TFT。样品包括单TFT（ST）、对称双沟道TFT（SDC）、宽沟道宽度对称双沟道TFT（SDC-W）、非对称双沟道长度（ADCL）和非对称双沟道宽度（ADCW）TFT，其中L组（沟道长度变化）和W组（沟道宽度变化）具有特定尺寸定义。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于非晶硅沉积的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、用于结晶的准分子激光退火（ELA）系统、用于源漏形成的离子淋浴掺杂系统以及光学显微镜。材料包括玻璃基板、二氧化硅缓冲层、非晶硅、栅介质、金属层和层间介质。
4：实验步骤与操作流程：
制备步骤包括通过PECVD沉积100纳米厚的非晶硅，进行脉冲ELA结晶，图案化多晶硅岛，沉积栅介质和金属，离子淋浴掺杂形成源漏区，沉积层间介质，图案化接触孔，以及沉积源漏金属。电学测量包括漏极电流（IDS）与漏极电压（VD）特性、漏电流测量以及热载流子应力下（VGS = VTH + 4 V，VDS = 13 V）的跨导退化。TCAD模拟用于分析浮空节点电压、电场和空穴浓度。
5：数据分析方法：
分析电学测量数据以比较扭结电流抑制和可靠性。利用TCAD模拟结果解释最大电场和空穴浓度等物理参数，并对不同TFT结构进行统计比较。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition
PECVD
Used for depositing amorphous silicon (a-Si) thin films on substrates.
-
Excimer Laser Annealing
ELA
Used to crystallize amorphous silicon into polycrystalline silicon for TFT fabrication.
-
Ion Shower Doping System
Used to form source and drain regions in the TFTs through doping.
-
Optical Microscope
Used to capture images of the fabricated TFT structures for analysis.
-
Technology Computer-Aided Design
TCAD
Used for simulating and analyzing the electrical behaviors and physical parameters of the TFTs, including impact ionization and floating node voltage.
-
登录查看剩余3件设备及参数对照表
查看全部
