Stabilità elettrica ed effetti di canale corto dei transistor a film sottile a silicio policristallino

Abstract

I transistor a film sottile di silicio policristallino (TFT , Thin Film Transistor) hanno raggiunto negli ultimi anni un ruolo sempre più rilevante nella microelettronica su larga area (LAM). La crescente attenzione rivolta a questi dispositivi è dovuta alla possibilità di coniugare un costo relativamente basso con elevate prestazioni, infatti in termini di mobilità e stabilità questi dispositivi sono nettamente migliori a quelli realizzati in silicio amorfo. L’introduzione della ricristallizzazione mediante laser ad eccimeri (ELC, Excimer laser Crystallization) ha permesso la realizzazione di transistor con elevata mobilità ad effetto di campo, µ fe , dell’ordine dei 100 − 200cm 2 / Vs che consente di realizzare display a cristalli liquidi da impiegare nei personal computer portatili e nei telefonini di ultima generazione (UMTS ) , utilizzando i TFT non solo come interruttori della matrice attiva ma anche per realizzare gli elementi integrati della logica di indirizzamento e di controllo per le righe e le colonne della matrice stessa. Però in seguito alla miniaturizzazione sempre più spinta dell’elettronica moderna, sono iniziati a sorgere alcuni effetti legati alle ridotte dimensioni della lunghezza del canale del TFT , indicati sotto il nome di “effetti di canale corto “, che influenzano pesantemente le caratteristiche elettriche dei dispositivi. Inoltre anche la stabilità è uno dei parametri più importanti soprattutto nel caso di applicazioni circuitali dei TFT. Infatti, in questo caso, i dispositivi possono essere polarizzati con tensioni di gate e/o drain elevate con la conseguente formazione di alti campi elettrici ed elevate temperature che possono degradare pesantemente le prestazioni di tali dispositivi. In questo lavoro di tesi sono stati studiati tali effetti attraverso misure sperimentali e con l’aiuto delle simulazioni numeriche per una migliore comprensione delle cause alla loro base