수소 처리시킨 N-채널 다결정 실리콘 TFT에서 스트레스인가에 의한 핫캐리어의 감지 특성

Abstract

플라즈마, <TEX>$H_2$</TEX>와 <TEX>$H_2$</TEX>/플라즈마 공정에 의해 수소 처리시킨 n-채널 다결정실리콘 박막트랜지스터(TFT)를 제작하였다. 전압 바이어스 스트레스로 게이트 산화막에 유기된 감지 특성들을 분석하였다. 수소 처리시킨 소자에서 전기적 스트레스 조건에 의해 야기된 인자적 감지 특성들은 드레인전류, 문턱전압(Vth), 문턱전압 아래기울기(S), 그리고 최대 전달 컨덕턴스(Gm) 값을 측정하여 조사하였다. 분석 결과로서, 수소화 처리시킨 n-채널 다결정 실리콘 박막 트랜지스터에서 감지된 열화특성은 다결정실리콘/산화막의 계면과 다결정 실리콘의 그레인 경계에서 실리콘-수소(Si-H) 본드의 해리에 의한 현수 본드의 증가가 원인이 되었다. 게이트 산화막내 트랩의 생성은 채널 영역에서 게이트 산화막 속으로 핫 전자 주입에 의해 야기되었다. The devices of n-channel poly silicon thin film transistors(TFTs) hydrogenated by plasma, <TEX>$H_2$</TEX> and <TEX>$H_2$</TEX>/plasma processes are fabricated. The carriers sensitivity characteristics are analyzed with voltage bias stress at the gate oxide. The parametric sensitivity characteristics caused by electrical stress conditions in hydrogenated devices are investigated by measuring the drain current, threshold voltage(<TEX>$V_{th}$</TEX>), subthreshold slope(S) and maximum transconductance(<TEX>$G_m$</TEX>) values. As a analyzed results, the degradation characteristics in hydrogenated n-channel polysilicon thin film transistors are mainly caused by the enhancement of dangling bonds at the poly-Si/<TEX>$SiO_2$</TEX> interface and the poly-Si grain boundary due to dissolution of Si-H bonds. The generation of traps in gate oxide are mainly dued to hot electrons injection into the gate oxide from the channel region.