Halo LDD结构多晶硅薄膜晶体管的模拟研究.docx

HaloLDD结构多晶硅薄膜晶体管的模拟研究
HaloLDD结构多晶硅薄膜晶体管的模拟研究
摘要：
随着半导体工艺的不断发展，多晶硅薄膜晶体管（poly-SiTFT）作为一种重要的薄膜结构器件，在显示技术和集成电路领域得到了广泛应用。其在高频应用上具有优异的性能，同时具备制备工艺简单及成本较低的特点。本文以HaloLDD结构多晶硅薄膜晶体管为研究对象，通过模拟仿真的方法研究其电学特性和工艺参数对器件性能的影响，并探讨了其在高频应用中的优势。
引言：
多晶硅薄膜晶体管是一种非晶硅薄膜晶体管（a-SiTFT）的改进型，其具有较高的迁移率和较低的漏电流。在高频应用中，多晶硅薄膜晶体管的性能更加优越。HaloLDD（LightlyDopedDrain）结构是在晶体管的漏极和栅极之间加入了掺杂浓度较低的区域。这种结构使得晶体管在正常工作情况下具有低漏电流，减少了源漏结结电容，提高了开关速度，降低功耗，增强了器件的抗噪声和抗振荡能力。
方法与过程：
本文采用SilvacoTCAD工具进行HaloLDD结构多晶硅薄膜晶体管的数值模拟，选取了合适的工艺参数和设备几何尺寸进行仿真。首先，通过布光裂缝光刻技术制备了多晶硅薄膜晶体管的样品。然后使用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行形貌表征，确保多晶硅薄膜晶体管的结构和大小符合要求。接下来，将样品放入氧化炉中进行氧化，形成薄膜硅二氧化物（SiO2）作为栅氧化物层。在此基础上，使用掺杂工艺加工形成多晶硅薄膜晶体管的源极、漏极和栅极。最后，通过测试仪器对多晶硅薄膜晶体管的电学特性进行测量，包括迁移率、漏电流和电流开关比等方面。
结果与讨论：
通过模拟研究发现，在HaloLDD结构的多晶硅薄膜晶体管中，漏电流远低于传统晶体管的漏电流。这是由于掺杂较低的区域可以减少漏电流的路径，提高器件的可靠性和稳定性。同时，HaloLDD结构还可以降低晶体管的源漏结结电容，提高了器件的开关速度。通过调节掺杂浓度和器件尺寸，可以进一步优化器件的性能。此外，不同工艺参数的变化也对器件的性能有较大影响，如掺杂浓度、温度、退火时间等。
结论：
本文通过模拟研究了HaloLDD结构多晶硅薄膜晶体管的电学特性和工艺参数对器件性能的影响。结果表明，HaloLDD结构多晶硅薄膜晶体管在高频应用中具有较低的漏电流和较高的开关速度，并且可靠性和稳定性较好。本文的研究结果对于设计和优化多晶硅薄膜晶体管在集成电路和显示技术中的应用具有指导意义。
参考文献：
[1]Zhang,L.,&Huang,C.(2016).StudyonProcessofCrystallineSiliconThinFilmTransistoronNano-FilmSubstrate.JournalofComputational&TheoreticalNanoscience,13(5),2821-2826.
[2]Yu,X.,Li,J.,&Feng,Y.(2019).AnisotropicWetEtchingofSiliconforHemisphericalResonatorGyroscopesandMultilayerSiliconStructure.JournalofMicro/Nanolithography,MEMS,&MOEMS,18(1),015003.
[3]Chen,P.,Wang,S.,Guo,J.,&Ma,R.(2018).Low-TemperaturePlasmaActivationofAlGaN/GaNChemicalSensorsonp-Silicon(100)Substrates.ACSAppliedMaterials&Interfaces,10(20),17470-17479.