论文摘要
随着近年来多晶硅薄膜晶体管（P-Si TFT）技术的不断发展,其应用越来越广泛,并逐渐被视为传统非晶硅薄膜晶体管（a-Si TFT）的理想替代品。相对于a-Si TFT,P-SiTFT有其明显的优势,如高迁移率、高速、高集成化,p型和n型导电模式,自对准结构以及耗电省、分辨率高等,在应用于显示领域时能提供更亮、更精细的画面。为提高P-Si TFT的性能,研究者提出了很多不同的器件结构,如Offset结构、源漏轻掺杂（LDD）结构、P-N-P型栅结构、双有源层结构、双栅结构、超薄有源层结构等。通过对这些结构的研究,TFT的某些性能可得到优化,影响其行为的一些不利因素可以被抑制,推动了TFT应用范围的扩展。P-Si TFT的制造工艺和较为成熟的MOSFET制造工艺有很多不同。本文针对这些差别,介绍了P-Si TFT制备过程中的一些关键工艺步骤;并结合工作实际,利用半导体研究、制造企业常用的光发射显微镜（EMMI,Emission Microscopy）、扫描电子显微镜（SEM,Scanning Electron Microscopy）和反应离子刻蚀（RIE,Reactive Ion Etch）等实验手段,对容易导致器件电学性能失效的栅氧层进行了可靠性和失效分析。同其它半导体器件一样,P-Si TFT器件尺寸的不断缩小也将带来一些负面效应,如漏致势垒降低（DIBL）效应、热载流子效应（HCE）、漏极附近载流子碰撞电离等。这些现象在沟道长度接近2μm时已相当明显。本工作提出了P-Si TFT的一种新结构—Halo LDD结构,有效抑制了P-Si TFT的一些短沟道效应。论文首先研究了Halo LDD P-SiTFT的电学模型;在此基础上,利用工艺模拟软件Tsuprem4和器件模拟软件Medici,对新型Halo LDD P-Si TFT的阈值电压、Ⅰ-Ⅴ特性等电学性质进行了研究,并将其和常规结构的P-Si TFT,LDD P-Si TFT和Halo P-Si TFT的性质做了系统对比。比较结果表明HaloLDD P-Si TFT在抑制阈值电压下降及漂移,降低泄漏电流,抗热载流子效应等方面具有明显的优势。随后分析了Halo LDD结构的工艺条件,如LDD结构的注入剂量、长度,Halo结构的注入能量、注入角度、注入剂量等参数与阈值电压、阈值电压漂移、开态电流、关态电流、开关比等电学性能的关系,为优化器件参数提供了直接的依据。最后,简单介绍了P-Si TFT在液晶显示领域的应用和前景。
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标签：多晶硅薄膜晶体管论文; 模拟论文; 液晶显示论文;