多晶硅薄膜晶体管阈值电压模型和寄生电阻提取方法

论文摘要

本论文针对多晶硅薄膜晶体管(Thin Film Transistors, TFTs)提出了一个适用的阈值电压模型和一种新的源、漏寄生电阻提取方法。首先,本文成功地推导出了多晶硅TFT的阈值电压模型的解析表达式。该阈值电压模型是在多晶硅TFT开态电流模型的基础上,利用二次微分法推导得到的。在这个阈值电压模型中,不仅考虑了沟道晶粒反型,还考虑了晶粒间界势垒调制效应和迁移率退化效应的影响,物理定义完整而且明确。并且研究发现,相比沟道晶粒反型电压,晶粒间界势垒调制效应才是多晶硅TFT阈值电压的主导因素。此外,该模型还定量地描述了多晶硅TFT中的“伪亚阈值区域”现象。利用该模型计算得到的阈值电压值可以与实验提取值很好地拟合。其次,本文还提出了一种新的提取多晶硅TFT源、漏寄生电阻的方法。这个方法同样是在多晶硅TFT的开态电流模型基础上推导得到的。该提取方法不受器件沟道长度及迁移率变化的影响,且利用该方法可以得到合理的寄生电阻值。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 多晶硅薄膜晶体管概论
• 1.2 本论文工作的研究动态
• 1.2.1 多晶硅薄膜晶体管阈值电压模型的研究动态
• 1.2.2 多晶硅薄膜晶体管寄生电阻提取方法的研究动态
• 1.3 器件样品的制备及实验测试仪器
• 1.3.1 多晶硅薄膜晶体管的制备
• 1.3.2 实验测试仪器
• 1.4 本论文的主要工作
• 参考文献
• 第二章 多晶硅薄膜晶体管开态电流模型
• 2.1 多晶硅薄膜晶体管开态模型概论
• 2.2 有效沟道迁移率模型
• 2.3 基于有效沟道迁移率的开态模型
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 多晶硅薄膜晶体管阈值电压模型
• 3.1 阈值电压的实验提取方法
• 3.2 阈值电压的模型
• 3.2.1 阈值电压模型的推导
• 3.2.2 阈值电压模型的验证
• 3.3 阈值电压模型的讨论
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 多晶硅薄膜晶体管寄生电阻提取方法
• 4.1 寄生电阻的起因
• 4.2 寄生电阻的提取方法及实验验证
• 4.2.1 寄生电阻的提取方法
• 4.2.2 提取方法的实验验证
• 4.3 寄生电阻对器件建模的影响
• 4.4 本文方法与其他方法的比较
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 结论及未来工作
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢