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氢化非晶硅薄膜晶体管的低频噪声特性

刘远 何红宇 陈荣盛 李斌 恩云飞 陈义强

氢化非晶硅薄膜晶体管的低频噪声特性

刘远, 何红宇, 陈荣盛, 李斌, 恩云飞, 陈义强
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  • 针对氢化非晶硅薄膜晶体管(hydrogenated amorphous silicon thin film transistor,a-Si:H TFT)的低频噪声特性展开实验研究.由测量结果可知,a-Si:H TFT的低频噪声特性遵循1/fγ(f为频率,γ ≈ 0.92)的变化规律,主要受迁移率随机涨落效应的影响.基于与迁移率涨落相关的载流子数随机涨落模型(ΔN-Δμ模型),在考虑源漏接触电阻、局域态俘获及释放载流子效应等情况时,对器件低频噪声特性随沟道电流的变化进行分析与拟合.基于a-Si:H TFT的亚阈区电流-电压特性提取器件表面能带弯曲量与栅源电压之间的关系,通过沟道电流噪声功率谱密度提取a-Si:H TFT有源层内局域态密度及其分布.实验结果表明:局域态在禁带内随能量呈e指数变化,两种缺陷态在导带底密度分别约为6.31×1018和1.26×1018 cm-3·eV-1,特征温度分别约为192和290 K,这符合非晶硅层内带尾态密度及其分布特征.最后提取器件的平均Hooge因子,为评价非晶硅材料及其稳定性提供参考.
      通信作者: 陈荣盛, Chenrs@scut.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61574048)、广东省科技重大专项(批准号:2015B090912002)和广州市珠江科技新星专项(批准号:201710010172)资助的课题.
    [1]

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-17
  • 修回日期:  2017-08-25
  • 刊出日期:  2017-12-05

氢化非晶硅薄膜晶体管的低频噪声特性

  • 1. 工业和信息化部电子第五研究所, 电子元器件可靠性物理及其应用技术国家重点实验室, 广州 510610;
  • 2. 华南理工大学微电子学院, 广州 510640;
  • 3. 北京大学深圳研究生院信息工程学院, 深圳 518005;
  • 4. 南华大学电气工程学院, 衡阳 421001
  • 通信作者: 陈荣盛, Chenrs@scut.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61574048)、广东省科技重大专项(批准号:2015B090912002)和广州市珠江科技新星专项(批准号:201710010172)资助的课题.

摘要: 针对氢化非晶硅薄膜晶体管(hydrogenated amorphous silicon thin film transistor,a-Si:H TFT)的低频噪声特性展开实验研究.由测量结果可知,a-Si:H TFT的低频噪声特性遵循1/fγ(f为频率,γ ≈ 0.92)的变化规律,主要受迁移率随机涨落效应的影响.基于与迁移率涨落相关的载流子数随机涨落模型(ΔN-Δμ模型),在考虑源漏接触电阻、局域态俘获及释放载流子效应等情况时,对器件低频噪声特性随沟道电流的变化进行分析与拟合.基于a-Si:H TFT的亚阈区电流-电压特性提取器件表面能带弯曲量与栅源电压之间的关系,通过沟道电流噪声功率谱密度提取a-Si:H TFT有源层内局域态密度及其分布.实验结果表明:局域态在禁带内随能量呈e指数变化,两种缺陷态在导带底密度分别约为6.31×1018和1.26×1018 cm-3·eV-1,特征温度分别约为192和290 K,这符合非晶硅层内带尾态密度及其分布特征.最后提取器件的平均Hooge因子,为评价非晶硅材料及其稳定性提供参考.

English Abstract

参考文献 (35)

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