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Erschienen in: Journal of Electronic Materials 7/2021

23.04.2021 | Original Research Article

A Multiple-Trapping-and-Release Transport Based Threshold Voltage Model for Oxide Thin Film Transistors

verfasst von: Mohil S. Desai, Kavindra Kandpal, Rupam Goswami

Erschienen in: Journal of Electronic Materials | Ausgabe 7/2021

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Abstract

This article proposes a generic approach for modelling threshold voltage of oxide thin film transistors (TFTs). Threshold voltage has always been ambiguous in TFTs due to the disordered nature of semiconducting thin films, and in operation in accumulation mode. This differs from the situation with metal oxide field-effect transistors (MOSFETs), wherein strong inversion can be specifically defined. The proposed model considers double exponential distribution of deep state and tail state densities in the bandgap with the multiple-trapping-and-release (MTR) transport model. In this surface potential-based approach, pinned surface potential is defined as the surface potential at which free carrier densities exceed deep state carrier density in the deep state-dominated region. The threshold voltage is defined using pinned surface potential and carrier densities obtained at that surface potential. The model is validated using data from fabricated oxide based TFTs with silicon dioxide (SiO2) and other dielectrics. This article develops and reports a systematic approach for fitting an oxide based TFT analytical model with experimental devices, thus ensuring the flexibility needed for compatibility with various devices.

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Metadaten
Titel
A Multiple-Trapping-and-Release Transport Based Threshold Voltage Model for Oxide Thin Film Transistors
verfasst von
Mohil S. Desai
Kavindra Kandpal
Rupam Goswami
Publikationsdatum
23.04.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electronic Materials / Ausgabe 7/2021
Print ISSN: 0361-5235
Elektronische ISSN: 1543-186X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11664-021-08907-7

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