銦鎵鋅氧化物半導(dǎo)體材料的研究與仿真.pdf

1、銦鎵鋅氧化物半導(dǎo)體作為一個歷史只有十多年的材料，目前其導(dǎo)電機制還沒有定論。但是可以肯定的是，銦鎵鋅氧化物的態(tài)密度是其電學(xué)性質(zhì)的一個重要表征。在現(xiàn)有文獻中，對銦鎵鋅氧化物半導(dǎo)體態(tài)密度模型的研究則主要都集中在一些特定的模型或者模型參數(shù)的提取上。
　　本文結(jié)合了現(xiàn)有銦鎵鋅氧化物半導(dǎo)體研究中的主流態(tài)密度模型，通過使用計算機仿真軟件，對相關(guān)材料與器件進行了建模與仿真，并分別就每個模型參數(shù)對器件特性的影響以及模型參數(shù)之間的互相影響進行了詳盡的

2、研究。
　　本文還創(chuàng)新性地通過提取器件禁帶中陷阱俘獲電荷分布曲線的方法直觀地展示出了態(tài)密度模型參數(shù)對器件特性的影響；并在這一基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，通過使用不同的柵偏置電壓提取俘獲電荷分布曲線，從而將態(tài)密度模型參數(shù)對器件的影響放大。經(jīng)過一系列的仿真分析，本文定性地給出了每個態(tài)密度模型參數(shù)對器件特性的影響，并對其原因進行了詳細的分析。
　　仿真結(jié)果表明：銦鎵鋅氧化物半導(dǎo)體態(tài)密度模型中的受主部分主要影響器件的漏極電流和閾值電壓，當(dāng)受主

3、態(tài)密度增加時，器件的漏極電流減小，閾值電壓增大；而施主部分則主要影響器件的亞閾值特性，取決于其在禁帶中的位置，當(dāng)費米能級附近的施主態(tài)密度增加時，器件的亞閾值擺幅增大，當(dāng)費米能級上方的施主態(tài)密度增加時，器件的閾值電壓減??；此外，當(dāng)施主態(tài)密度分布中心由導(dǎo)帶附近向價帶移動時，器件的漏極電流和閾值電壓均減小。對于不同的制造工藝，銦鎵鋅氧化物半導(dǎo)體的性質(zhì)存在差別，因此這些結(jié)果都對未來在仿真特定制造工藝的銦鎵鋅氧化物半導(dǎo)體器件時的材料定義工作提供了

4、指導(dǎo)。
　　同時，本文還探討了銦鎵鋅氧化物半導(dǎo)體柔性器件的仿真和其光照特性的仿真。其中前者的仿真結(jié)果顯示出平面器件和曲面器件在器件特性上沒有區(qū)別，但是這個結(jié)果是在缺乏應(yīng)力模型的條件下得出的，不能作為銦鎵鋅氧化物半導(dǎo)體在柔性器件應(yīng)用領(lǐng)域適用性的證明。在后者的仿真中，我們觀察到了光照對銦鎵鋅氧化物半導(dǎo)體器件的影響，但是，同樣在缺乏相關(guān)仿真模型的條件下，這個影響與光照對氫化非晶硅的作用類似，即光照僅僅只是增加了器件的關(guān)斷電流，而缺乏了其