激光晶化能量對ELA多晶硅薄膜晶體管特性影響的研究.pdf

1、利用準分子激光退火（ELA）工藝制備多晶硅薄膜晶體管，多晶硅薄膜材料的形成受到激光能量密度的影響，包括缺陷的形成、少子的壽命以及多晶硅晶粒尺寸。而這些參數(shù)對多晶硅薄膜晶體管有明顯影響。為此在什么樣的激光能量密度下器件的性能最優(yōu)，是一個迫切的問題。為了能夠解決這個問題，我們首先通過ELA工藝制備得到一批器件，該批器件在不同激光晶化能量密度的條件下制備得到。通過對不同激光晶化能量密度條件下ELA多晶硅薄膜晶體管電學(xué)特性的分析，包括提取閾值電

2、壓，亞閾值擺幅，載流子電場遷移率，開關(guān)態(tài)電流等其他參量比較研究，我們能夠看出激光晶化能量密度不同，ELA多晶硅薄膜晶體管特性明顯也不相同。但是，能量密度對器件影響也有其閾值，當大于某一能量密度之后，改變激光晶化能量密度發(fā)現(xiàn)對器件影響不甚顯著。為了能夠深入研究其中原因，我們采用ATLAS仿真軟件來研究不同能量密度對多晶硅薄膜晶體管特性變化關(guān)系。為了能夠正確擬合多晶硅薄膜晶體管的電學(xué)特性，首先要有合適的仿真模型。由于多晶硅本身的物理特性，存

3、在大量的晶粒間界并且同時能帶間存在的缺陷和陷阱俘獲載流子效應(yīng)，給多晶硅薄膜晶體管的模型建立帶來了很多的困難以及多樣復(fù)雜性。業(yè)界有很多關(guān)于多晶硅電學(xué)特性的模型，但是不盡相同，沒有同一標準模型。特別是泄漏電電流模型，并無完善準確的模型。為此本文中將首先介紹多晶硅薄膜電導(dǎo)模型、遷移率模型和離散型晶界模型以及漏電模型，并提出相關(guān)的正確模型，并通過仿真來驗證我們所用模型的正確性。在確定了上述模型基礎(chǔ)上，通過仿真對ELA多晶硅薄膜晶體管的特性曲線進