1.CD模型 声子散射和离化杂质散射都不是cGZO中的主要散射机构 CD模型认为电流主要沿ab面方向流动。在GaZnO,层,Ga和Zn原子随机排布,由于Ga 和Zn离子的化合价分别为+3和+2价,必然形成库仑势场,这一库仑势场形成了使载流子 散射的附加势场。并且,IGZO中Ga和Zn离子浓度在1022cm3水平,远高于施主杂质浓度 水平(102cm-3)。因此,随机分布的Ga和Zn离子是IGZO中的主要散射中心。 CD模型可以解释c-IGZO的霍尔迁移率与温度和载流子浓度的关系。并且,当1n离 子取代Ga离子后,总的电子散射几率降低,富In的IGZO薄膜的电子迁移率增大
CD模型认为电流主要沿ab面方向流动。在GaZnO2层,Ga和Zn原子随机排布,由于Ga 和Zn离子的化合价分别为+3和+2价,必然形成库仑势场,这一库仑势场形成了使载流子 散射的附加势场。并且,IGZO中Ga和Zn离子浓度在1022cm-3水平,远高于施主杂质浓度 水平(1020cm-3)。因此,随机分布的Ga和Zn离子是IGZO中的主要散射中心。 1. CD模型 声子散射和离化杂质散射都不是 c-IGZO中的主要散射机构 CD模型可以解释c-IGZO的霍尔迁移率与温度和载流子浓度的关系。并且,当In离 子取代Ga离子后,总的电子散射几率降低,富In的IGZO薄膜的电子迁移率增大
2.α-GZO中载流子的渗流传导模型 单晶体 sp3轨道 与氧2p轨道 金属ns轨道 非晶体 (a) (b)
2. α-IGZO中载流子的渗流传导模型
E很容易升高至迁移率边以上形成能 带传输,并且这些轨道重叠部分不会 a 被无序的非晶结构明显改变 a-IGZO o 0 c-IGZO 1015 1016 1017101810191020 Carrier density(cm-3) 。 电子依然拥有良好的输运路径,这就是非晶态的TAOS载流子迁移率仍然很 高的本质原因 ·对于Si系列共价型半导体,原子间通过呈哑铃状分布的sp3杂化轨道键合,该 轨道对方向特别敏感。所以,当晶体S转变为非晶硅时,迁移率也急剧地下降 了3~4个数量级,仅有不到1cm2/Vs
• 电子依然拥有良好的输运路径,这就是非晶态的TAOS 载流子迁移率仍然很 高的本质原因 • 对于Si 系列共价型半导体,原子间通过呈哑铃状分布的sp3 杂化轨道键合,该 轨道对方向特别敏感。所以,当晶体Si 转变为非晶硅时,迁移率也急剧地下降 了3 ~ 4 个数量级, 仅有不到1 cm2 / V ·s EF很容易升高至迁移率边以上形成能 带传输,并且这些轨道重叠部分不会 被无序的非晶结构明显改变
3.α-GZO中的多重陷阱释放传输模型 陷阱限制!!E位于尾态局域态中 nfree 通过势垒的渗流传导 Wa De E qOBo q△φB trap 通过陷阱传导
3. α-IGZO中的多重陷阱释放传输模型 通过陷阱传导 通过势垒的渗流传导 qϕB0 qΔϕB 陷阱限制!! EF位于尾态局域态中 = free FE per free trap n n n
5.3 IGZO TFT的工作原理与特性 5.2.11 GZO TFT的典型结构与工作原理 钝化层 IGZ0层 刻蚀阻挡层 源/漏电极 栅绝缘层 栅绝缘层 基板 栅极 基板 底栅顶接触BCE结构和底栅顶接触ES结构GZO TFT 关 源极 Ec Ec VG-OV aQA⊙ Ve<OV E VC>OV 开↓ 漂移 E 漏极 t<100nm 不同栅压下,沿着GZO膜厚度方 VDS>OV条件下的IGZO TFT 向TFT的能带图 沟道方向能带图
5.3 IGZO TFT的工作原理与特性 5.2.1 IGZO TFT 的典型结构与工作原理 底栅顶接触BCE结构和底栅顶接触ES结构IGZO TFT VDS > 0V条件下的IGZO TFT 沟道方向能带图 不同栅压下,沿着IGZO膜厚度方 向TFT的能带图