新型TFT器件的模擬研究—Halo LDD多晶硅TFT的性質(zhì)研究.pdf

1、隨著近年來多晶硅薄膜晶體管(P-SiTFT)技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用越來越廣泛，并逐漸被視為傳統(tǒng)非晶硅薄膜晶體管(a-SiTFT)的理想替代品。相對于a-SiTFT，P-SiTFT有其明顯的優(yōu)勢，如高遷移率、高速、高集成化，p型和n型導(dǎo)電模式，自對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)以及耗電省、分辨率高等，在應(yīng)用于顯示領(lǐng)域時能提供更亮、更精細(xì)的畫面。為提高P-SiTFT的性能，研究者提出了很多不同的器件結(jié)構(gòu)，如Offset結(jié)構(gòu)、源漏輕摻雜(LDD)結(jié)構(gòu)、P-N-P型柵

2、結(jié)構(gòu)、雙有源層結(jié)構(gòu)、雙柵結(jié)構(gòu)、超薄有源層結(jié)構(gòu)等。通過對這些結(jié)構(gòu)的研究，TFT的某些性能可得到優(yōu)化，影響其行為的一些不利因素可以被抑制，推動了TFT應(yīng)用范圍的擴(kuò)展。 P-SiTFT的制造工藝和較為成熟的MOSFET制造工藝有很多不同。本文針對這些差別，介紹了P-SiTFT制備過程中的一些關(guān)鍵工藝步驟；并結(jié)合工作實(shí)際，利用半導(dǎo)體研究、制造企業(yè)常用的光發(fā)射顯微鏡(EMMI,Emission Microscopy)、掃描電子顯微鏡(SE

3、M，ScanningElectronMicroscopy)和反應(yīng)離子刻蝕(RIE，ReactiveIonEtch)等實(shí)驗手段，對容易導(dǎo)致器件電學(xué)性能失效的柵氧層進(jìn)行了可靠性和失效分析。 同其它半導(dǎo)體器件一樣，P-SiTFT器件尺寸的不斷縮小也將帶來一些負(fù)面效應(yīng)，如漏致勢壘降低(DIBL)效應(yīng)、熱載流子效應(yīng)(HCE)、漏極附近載流子碰撞電離等。這些現(xiàn)象在溝道長度接近2μm時已相當(dāng)明顯。本工作提出了P-SiTFT的一種新結(jié)構(gòu)-Hal

4、oLDD結(jié)構(gòu)，有效抑制了P-SiTFT的一些短溝道效應(yīng)。論文首先研究了HaloLDDP-SiTFT的電學(xué)模型；在此基礎(chǔ)上，利用工藝模擬軟件Tsuprem4和器件模擬軟件Medici，對新型HaloLDDP-SiTFT的閾值電壓、I-V特性等電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，并將其和常規(guī)結(jié)構(gòu)的P-SiTFT，LDDP-SiTFT和HaloP-SiTFT的性質(zhì)做了系統(tǒng)對比。比較結(jié)果表明HaloLDDP-SiTFT在抑制閾值電壓下降及漂移，降低泄漏電流，抗