Modélisation du comportement électrique dans les TFTs en silicium polycristallin

• Auteur / Autrice : Abdelmalek Boukhenoufa
• Direction : Laurent Pichon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique et micro-électronique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Cristallisation

Semiconducteurs -- Défauts

Semiconducteurs polycristallins

Transistors en couches minces

Conduction électrique

Bruit électronique

Résumé

Une étude expérimentale et par simulation numérique du comportement électrique statique ainsi que du bruit en 1/f a été menée dans des TFTs en silicium polycristallin à canal N. Des structures dont le silicium est cristallisé en phase solide par recuit thermique (technologie basse température inférieure ou égale à 600°C) et polarisé en régime linéaire pour des tensions de grille variant de la région sous le seuil à la région au dessus de seuil de conduction, ont servi de support à cette étude. L'analyse expérimentale montre que le courant de drain est thermiquement activé et qu'il obéit à l'effet Meyer-Neldel. De plus, le paramètre de bruit macroscopique (alpha app), extrait de la relation empirique de Hooge, croît avec la tension effective de grille dans la région sous le seuil de conduction puis décroît au delà de la tension de seuil (10-2 <alpha app< 1). La distribution des états profonds dans la bande interdite de l'oxyde proche de l'interface est déterminée à partir du paramètre alpha app conformément au modèle de Mc Worther. Cette distribution est reliée à l'effet MN. Les simulations numériques à l'aide du logiciel ISE-TCAD mettent en évidence que l'effet MN est associé aux défauts de types liaisons pendantes proches de l'interface le long du canal. De plus, les variations du paramètre microscopique de bruit simulé (alpha H) avec la tension effective de grille sont corrélées à celles du paramètre expérimental (10-3<alpha H<10-1). Le facteur correctif alpha app/alpha H (<1) est d'autant plus petit que les inhomogénéités de volume dues aux défauts de surface sont importants. Par ailleurs, les résultats numériques montrent que les sources locales responsables du bruit en 1/f sont principalement localisées à l'interface.