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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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,014

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
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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