同步对称双栅InGaZnO薄膜晶体管电势模型研究∗

覃婷 黄生祥 廖聪维 于天宝 邓联文

(中南大学物理与电子学院,长沙 410083)

同步对称双栅InGaZnO薄膜晶体管电势模型研究∗

覃婷 黄生祥†廖聪维 于天宝 邓联文

(中南大学物理与电子学院,长沙 410083)

(2017年1月18日收到;2017年2月21日收到修改稿)

研究了同步对称双栅氧化铟镓锌薄膜晶体管(InGaZnO thin fi lm transistors,IGZO TFTs)的沟道电势,利用表面电势边界方程联合Lambert W函数推导得到了器件沟道电势的解析模型.该模型考虑了IGZO薄膜中存在深能态及带尾态等缺陷态密度,能够同时精确地描述器件在亚阈区(sub-threshold)与开启区(above threshold)的电势分布.基于所提出的双栅IGZO TFT模型,讨论了不同厚度的栅介质层和有源层时,栅-源电压对双栅IGZO TFT的表面势以及中心势的调制效应.对比分析了该模型的计算值与数值模拟值,结果表明二者具有较高的符合程度.

双栅薄膜晶体管,氧化铟镓锌,沟道电势,解析模型

1 引 言

以氧化铟镓锌薄膜晶体管(InGaZnO thin fi lm transistor,IGZO TFT)为代表的金属氧化物TFT被认为是下一代平板显示技术的主流［1],这主要是因为IGZO等金属氧化物TFT具有迁移率高、均匀性好、制备成本低廉等优势.金属氧化物TFT可能取代传统的硅基TFT而被广泛地用于高分辨率大尺寸液晶电视面板(TFT LCD TV)、有源有机发光显示(AMOLED)显示或者柔性显示中［2,3].近年来,双栅IGZO TFT开始被用于数字集成电路与AMOLED像素电路中［4−9].相比于单栅器件,双栅IGZO TFT表现出更好的电学稳定性和更强的栅控能力［10−13].文献[11,12]的实验结果表明,双栅IGZO TFT的负电压偏置或者正电压偏置引起的阈值电压漂移量均小于单栅IGZO TFT,因此双栅……