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Enregistrement W2254295919

Top-Gate Nanocrystalline Silicon Thin Film Transistors

2008· dissertation· en· W2254295919 sur OpenAlexfundno aff
Hyun Jung Lee

Notice bibliographique

RevueUWSpace (University of Waterloo) · 2008
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueThin-Film Transistor Technologies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesUniversity of WaterlooForeign Affairs and International Trade CanadaInternational Council for Canadian StudiesGovernment of Canada
Mots-clésThin-film transistorMaterials scienceSiliconNanocrystalline materialNanocrystalline siliconTransistorOptoelectronicsEngineering physicsNanotechnologyElectrical engineeringEngineeringCrystalline siliconAmorphous silicon
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Thin film transistors (TFTs), the heart of highly functional and ultra-compact active-matrix (AM) backplanes, have driven explosive growth in both the variety and utility of large-area electronics over the past few decades. Nanocrystalline silicon (nc-Si:H) TFTs have recently attracted attention as a high-performance and low-cost alternative to existing amorphous silicon (a-Si:H) and polycrystalline silicon (poly-Si) TFTs, in that they have the strong potentials which a-Si:H (low carrier mobility and poor device stability) and poly-Si (poor device uniformity and high manufacturing cost) counterparts do not have. However, the current nc-Si:H TFTs expose several challenging material and devices issues, on which the dissertation focuses.
\nIn our material study, the growth of gate-quality SiO2 films and highly conductive nc-Si:H contacts based on conventional plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) is systematically investigated, which can lead to high performance, reproducibility, predictability, and stability in the nc-Si:H TFTs. Particularly to overcome a low field effect mobility in the p-channel transistors, the possibility of B(CH3)3 as an alternative dopant source to current B2H6 is examined. The resultant p-doped nc-Si:H contacts demonstrate comparable performance to the state of the art with the maximum dark conductivity of 1.11 S/cm over 70% film crystallinity.
\nBased on the highest-quality SiO2 and nc-Si:H contacts developed, complementary (n- and p-channel) top-gate nc-Si:H TFTs with a staggered source/drain geometry are designed, fabricated, and characterized. The n-channel TFTs demonstrate a threshold voltage VTn of 6.4 V, a field effect mobility of electrons μn of 15.54 cm2/Vs, a subthreshold slope S of 0.67 V/decade, and an on/off current ratio Ion/Ioff of 10^5, while the corresponding p-channel TFTs exhibit VTp of -26.2 V, μp of 0.24 cm2/Vs, S of 4.72 V/ decade, and Ion/Ioff of 10^4. However, the TFTs show significant non-ideal behaviors that considerably limit device performance: high leakage current in the off-state, transconductance degradation under high gate bias, and threshold voltage instability in time.
\nQuantitative insight into each non-ideality is provided in this research. Our study on the off-state conduction in the nc-Si:H TFTs reveals that the responsible mechanism for high leakage current, particularly at a high bias regime, is largely due to Poole-Frenkel emission of trapped carriers in the reverse-biased drain depletion region. This could be effectively suppressed by proposed offset-gated structure without compromising the on-state performance. A numerical analysis of the transconductance degradation shows that the parasitic resistance components that are present in the nc-Si:H TFTs strongly degrade transconductance and thus a field effect mobility. Correspondingly, strategies for reduction in parasitic resistance of the TFT are presented. Lastly, the threshold voltage shift in the nc-Si:H TFT is attributed to the flatband voltage shift, which is mainly due to charge trapping in the PECVD SiO2 gate dielectric.
\nMaterial and device study, and physical insight into non-ideal behaviors in the top-gate nc-Si:H TFTs reported in the dissertation constitute an arguably important step towards monolithic integration of pixels and peripheral driving circuits on a versatile active-matrix TFT backplane for high-performance and low-cost large-area electronics. However, the gate dielectric and the highly doped nc-Si:H contacts, still imposing considerable challenges, may require entirely new approaches.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Qualitatif · Signal consensuel: Qualitatif
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,339
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,168
Écart entre enseignants0,161 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeQualitatif
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2008
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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