納米硅薄膜晶體管制作及特性研究.pdf

1、本文通過對國內(nèi)外非晶硅薄膜晶體管、多晶硅薄膜晶體管和納米硅薄膜晶體管基本結(jié)構(gòu)、特性和應用領域論述，設計給出頂部柵納米硅薄膜晶體管基本結(jié)構(gòu)，在MOSFET工作原理基礎上，分析給出納米硅薄膜晶體管工作原理，結(jié)合納米硅薄膜微結(jié)構(gòu)模型，本文以非晶硅薄膜晶體管漏電流模型為基礎，分析納米硅薄膜晶體管漏電流模型。以本文設計給出的頂部柵納米硅薄膜晶體管基本結(jié)構(gòu)為基礎，采用ATLAS建立納米硅薄膜晶體管仿真模型并進行特性仿真分析，研究溝道薄膜厚度、溝道寬

2、長比對納米硅薄膜晶體管輸出特性、轉(zhuǎn)移特性影響。在仿真分析基礎上，采用CMOS工藝設計納米硅薄膜晶體管制作工藝流程，通過采用XRD、Raman光譜和AFM對LPCVD在二氧化硅層上制備的納米硅薄膜微結(jié)構(gòu)進行測試分析，本文實現(xiàn)薄膜厚度分別為55nm、90nm和120nm納米硅薄膜制備，二氧化硅層上生長的沉積態(tài)納米硅薄膜，隨薄膜厚度增加，結(jié)晶峰〈111〉、〈220〉和〈311〉增強；隨高溫真空退火溫度升高，結(jié)晶峰〈111〉、〈220〉和〈31

3、1〉顯著增強。
　　 本文利用L-edit設計納米硅薄膜晶體管芯片版圖，通過采用CMOS工藝在N型〈100〉晶向高阻單晶硅襯底和SiO2層上實現(xiàn)溝道薄膜厚度分別為55nm、90nm和120nm納米硅薄膜晶體管芯片制作和封裝。在室溫條件下，采用KEITHLEY4200半導體參數(shù)測試儀對納米硅薄膜晶體管電學特性測試，研究襯底類型、溝道薄膜厚度、溝道寬長比對薄膜晶體管輸出特性和轉(zhuǎn)移特性的影響，實驗結(jié)果表明，在室溫條件下，SiO2層上制