【摘 要】
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多晶硅薄膜晶体管在未来的有源矩阵平板显示技术(AMFPDs)、投影显示技术、非挥发性存储器和静态存储器(SRAMs)等产品中的应用日益广泛,越来越受到人们的关注。目前而言,P-Si
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多晶硅薄膜晶体管在未来的有源矩阵平板显示技术(AMFPDs)、投影显示技术、非挥发性存储器和静态存储器(SRAMs)等产品中的应用日益广泛,越来越受到人们的关注。目前而言,P-Si TFT(PolySilicon Thin Film Transistor)还没有一个国际公认的工业标准模型,严重地滞后了它的发展。如何建立一个精确的P-Si TFT物理模型无疑已成为国际上研究器件建模的重点和热点之一。P-Si TFT泄漏电流大制约了其发展,建立更加完善的P-Si TFT泄漏电流模型是必要的。而带间隧穿(BBT)电流在泄漏电流中的分量不容忽视,开展对BBT效应的研究和建模是非常有意义的。
本文研究了多晶硅薄膜的陷阱态分布情况和电学特性；并借助MEDICI仿真结果从材料特性和器件结构方面探讨了P-Si TFT与单晶硅MOSFET BBT效应的异同点；分析了垂直电场与横向电场对BBT效应的作用,考虑了BBT效应的两个产生区域：栅漏交叠处和漏端横向PN结耗尽区。在单晶硅MOSFET的BBT效应理论基础上,推导出BBT效应产生区域的体积和隧穿过程最大电场的表达式,建立了一个解析的、可嵌入仿真器、同时适用于P沟道和N沟道P-Si TFT的泄漏区BBT电流模型。采用Matlab进行数值仿真得到的模型曲线跟实验数据相比较,验证了模型的准确性。还对BBT电流的温度特性,以及BBT电流跟掺杂浓度、栅氧化层厚度等参数的关系进行了定性分析。该模型以物理效应为理论基础,模型参数比较少且具有物理意义,论文最后讨论了有效的参数提取策略。
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