近日,2020國際電子器件大會(IEDM)以視頻會議的形式召開。會上,微電子所劉明院士科研團隊展示了獨立雙柵非晶IGZO薄膜晶體管緊湊建模的最新研究成果。
非晶銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管(a-IGZO TFT)因其極低的漏電流和低溫工藝等特點,近些年在柔性顯示、存儲器和三維集成等方面愈發(fā)到關(guān)注。獨立雙柵(IDG)a-IGZO TFT由于其更大的開關(guān)比和對閾值電壓的調(diào)控能力成為當(dāng)前工業(yè)界的選擇。要進一步評估IDG a-IGZO TFT的性能和技術(shù)應(yīng)用,需要建立相應(yīng)的緊湊模型來描述物理器件特性并作為電路設(shè)計的有效工具。但由于非晶無序結(jié)構(gòu),a-IGZO中的載流子輸運方式較為復(fù)雜,給表面勢的計算帶來了較大的難度,成為雙柵TFT建模亟待解決的關(guān)鍵問題。目前,考慮了非晶結(jié)構(gòu)載流子輸運的基于表面勢的IDG a-IGZO TFT緊湊型模型仍然是缺乏的。
針對上述問題,劉明院士團隊發(fā)展了一種解析的、連續(xù)型IDG a-IGZO TFT的表面勢基緊湊模型。該模型同時兼顧了擴展態(tài)和局域態(tài)中的載流子,包含了閾值電壓調(diào)控效應(yīng)。在遷移率模型中集成了滲流傳導(dǎo)、陷阱限制傳導(dǎo)和可變范圍跳躍傳輸理論,能夠很好地描述IDG a-IGZO TFTs的實驗結(jié)果。該模型已在SPICE電路設(shè)計中進行了評估。
基于上述研究成果的論文“A New Surface Potential Based Compact Model for Independent Dual Gate a-IGZO TFT: Experimental Verification and Circuit Demonstration”入選2020 國際電子器件大會。第一作者微電子所碩士生郭婧蕊在線上作了口頭報告。該論文還被評選為IEDM 2020優(yōu)秀學(xué)生論文,將被收錄于IEEE Transactions on Electron Devices的特刊中。

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