薄膜晶体管与先进显示重点实验室
Thin Film Transistor and Advanced Display Lab

IEEE TED七月刊发表我实验室论文

时间:2015-07-16

          国际微电子领域权威期刊IEEE Trans. on Electron Devices今年第七期刊登了我实验室论文“Charge Trapping Model for Temporal Threshold Voltage Shift in a-IGZO TFTs Considering Variations of Carrier Density in Channel and Electric Field in Gate Insulator”(文章链接:http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?reload=true&arnumber=7112490&filter%3DAND%28p_IS_Number%3A7127078%29)。

         非晶铟镓锌氧薄膜晶体管(a-IGZO TFT)由于具有较高的迁移率,较低的制备温度以及较好的均匀性而被应用在大面积AMOLED显示技术中。由于AMOLED是电流驱动型器件,TFT电流大小直接决定显示亮度,要求TFT具有较高的稳定性,研究IGZO TFT的稳定性非常重要。国内外研究表明,电荷俘获引起的阈值电压漂移是IGZO TFT在电应力下一种普遍的退化机理,因此,掌握电荷俘获机理,提出相对应的模型,对提高IGZO TFT的稳定性及其在电路中的应用非常重要。目前,已有的指数延展模型是拟合公式,不能反映电荷俘获过程,本小组基于电荷在栅介质中的运动过程,于2014年提出了适应于中等强度栅应力下的模型,但栅应力比较大或温度比较高时,该模型会引入误差。

          在本论文中,我们考虑了栅应力过程中沟道载流子浓度和栅介质电场的变化,经过一系列严密的数学推导,得到了更具有物理意义的阈值电压漂移模型。结果表明,该模型可以准确预测IGZO TFT栅应力下电荷俘获引起的阈值电压漂移,尤其是在高栅压,高温等较为恶劣的应力条件下。此外,该模型还发现:沟道载流子密度和栅介质电场随着栅介质中电荷的积累而不断减小,导致电荷俘获速度减慢,最终导致阈值电压漂移减慢。

          该论文的第一作者为博士生王玲同学,共同作者还包括何红宇、刘翔、邓伟同学和张盛东老师,在此向他们表示祝贺。此项研究是在深圳薄膜晶体管与先进显示重点实验室(Shenzhen TFT and Advanced Display Lab)重点实验室完成,受NSFC(61274084)和深圳科技计划(JCYJ20120829170028522)项目的资助。