外界气氛对IGZO TFT 可靠性的影响 Ling Wang 2013-1-17.

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1 外界气氛对IGZO TFT 可靠性的影响 Ling Wang

2 Outline 原理 气氛对电场应力可靠性的影响 气氛对光应力可靠性的影响

3 原理 VBS<0,衬偏效应，ΔVth>0 VBS>0,衬偏效应，ΔVth<0
H2O进入active layer，到达界面，SS变化 Jae Kyeong Jeong, et al,APL,93,2008

4 气氛对电场应力的影响 PBS： ΔVthA>ΔVthB ΔVthB-charge trap ‖
Device A：unpassivated Device B:passivated Stress voltage：|Vg|=20V，Vd=0V PBS： ΔVthA>ΔVthB ΔVthB-charge trap ‖ ΔVthA-ΔVthB –back interface 吸收O2生成O2- NBS: ΔVthB ≈0；ΔVthA <0 -back interface吸收H2O，形成H2O+ Yang et al.,Appl. Phys. Lett. 96, 2010

5 气氛对电场应力的影响 大电场下， Vth shift，charge trap a：ln(ΔVth) ∝ln t:
Top gate TFT：a,c: Al2O3, b,d: Al2O3+SiNx ,Vg=60V 大电场下， Vth shift，charge trap a：ln(ΔVth) ∝ln t: (the trapped electron redistributed in the insulator) b：ΔVth ∝ln t unpassivated IGZO TFT 电应力可靠性： 小电场：back interface与气氛的作用 大电场：charge trap Lee et al., Appl. Phys. Lett. 94, (2009)

6 气氛对光应力的影响 B:PBS/NBS 都不变 A：NBS 负漂移，
light generated holes charge trap解释不通 气氛的影响：光提供能量促进O2-从背界面脱离，并吸附H2O形成H2O+ Device A：unpassivated Device B:passivated Stress voltage：|Vg|=20V，Vd=0V Shinhyuk Yang，Appl. Phys. Lett. 96, ,2010

7 气氛对光应力的影响 NBIS：负漂 IGZO中固有的电子会使背界面处吸附O2-，但是键不是很强，光子的能量打破这个键/电子的耗尽，促进脱离
PBIS：基本不漂 PBS吸附O2和光的解吸共存

8 Model Stretched exponential model-charge trap
Et-channel/dielectric average barrier 缺点：unpassivated device 主导机理是back interface与气氛的反应，不是charge trap 下周工作：继续探讨气氛的影响，寻找定量模型 J.M. Lee, Appl. Phys. Lett., vol. 93, no. 9,p , Sep. 2008