多結晶シリコン薄膜トランジスタの絶縁膜-シリコン界面と結晶粒界のトラップ準位の抽出

木村 睦  野澤 陵一  井上 聡  下田 達也  Basil On-Kit Lui  Simon Wing-Bun Tam  Piero Migliorato  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J85-C   No.8   pp.673-683
公開日: 2002/08/01
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Print ISSN: 1345-2827
論文種別: 特集論文 (低温または高温多結晶Siとアクティブマトリックス型ディスプレイ用薄膜トランジスタ論文特集)
専門分野: 
キーワード: 
トラップ準位,  絶縁膜-シリコン界面,  結晶粒界,  多結晶シリコン,  薄膜トランジスタ,  

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あらまし: 
多結晶シリコン(poly-Si)薄膜トランジスタ(TFT)において,絶縁膜-シリコン界面のトラップ準位(界面トラップ)密度と結晶粒界のトラップ準位(粒界トラップ)密度を抽出する手法を開発した.本抽出手法によれば,低周波数の容量-電圧特性から,界面トラップが抽出できる.poly-Si膜中のポテンシャル分布とキャリヤ密度分布も抽出される.ポテンシャル分布,キャリヤ密度分布と電流-電圧特性から,結晶粒界でのポテンシャルバリヤを考慮することにより,粒界トラップが抽出できる.本抽出手法を用いて,レーザ結晶化poly-Si TFTにおいて,実際のトラップ準位を抽出した.界面トラップは深い準位を含み,ダングリングボンドに起因していると思われる.粒界トラップは裾状準位からなり,Si結合ひずみに起因していると思われる.更に,自己発熱による劣化を解析した.劣化後は,界面トラップが増加する.これは,Si-H結合が解離し,ダングリングボンドが生成されることを意味する.