多晶 ZnO 薄膜晶体管的建模与仿真
凝聚态物理
2009-11-10 v1
摘要
由透明通道半导体制造的薄膜晶体管(如 ZnO)因对可见光不敏感，使器件结构简单而具有重要的技术意义。事实上，尽管已实现 ZnO 晶体管的若干演示，场效应迁移率在 1-10 cm²/Vs 之间表现良好，但由于晶粒边界较密集，器件性能仍不足。我们对 ZnO 薄膜晶体管中的晶粒边界进行了建模，并使用二维器件仿真器进行仿真，以理解晶粒边界对器件性能的影响。实际的多晶 ZnO 晶体管建模从考虑晶体管通道中单一晶粒边界开始，采用局限于晶粒边界的高斯缺陷分布进行建模。形成双势垒结构，分析其势垒高度随缺陷密度和栅极偏压的函数关系。仿真扩展至多个晶粒边界的晶体管，以定量分析沿通道形成的势轮廓。与多晶硅晶体管相比，多晶 ZnO 晶体管的一个显著差异是：更小的纳米尺度晶粒尺寸导致双势垒严重重叠。通过仿真，可以通过已知器件中的 apparent 迁移率和晶粒尺寸来估计多晶 ZnO 中局限于晶粒边界的总陷阱态密度。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0308537,
title = {Modeling and simulation of polycrystalline ZnO thin-film transistors},
author = {Faruque M. Hossain and J. Nishii and S. Takagi and A. Ohtomo and T. Fukumura and H. Fujioka and H. Ohno and H. Koinuma and M. Kawasaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0308537},
year = {2009}
}
备注
Submitted to Journal of Applied Physics