Extraction Technique for the Conduction Band Minimum Energy in Amorphous Indium–Gallium–Zinc–Oxide Thin Film Transistors

符号 能量(信号处理) 数学 算法 物理 量子力学 算术
作者
Hae-Sung Kim,Han Bin Yoo,Heesung Lee,Ji Hee Ryu,Ju Young Park,Seung Hyeop Han,Haeryong Yang,Jong‐Ho Bae,Sung‐Jin Choi,Dae Hwan Kim,Dong Myong Kim
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:70 (6): 3126-3130 被引量:1
标识
DOI:10.1109/ted.2023.3269735
摘要

The conduction band minimum energy in amorphous oxide semiconductor-based thin film transistors (AOS TFTs) is a key parameter governing the accurate extraction of energy distribution for the subgap density-of-states (DOSs) and carrier mobility. We report a technique for extraction of the gate voltage ( ${V}_{\text {CBM}}{)}$ and corresponding energy ( ${E}_{\text {F},{\text {CBM}}}$ = ${E}_{\text {C}-{\text {EREF}}}{)}$ for the quasi-Fermi level ( ${E}_{\text {F}}{)}$ equal to the conduction band minimum ( ${E}_{\text {C}}{)}$ as ${V}_{\text {CBM}}$ = ${V}_{\text {GS}}$ ( ${E}_{\text {F}}$ = ${E}_{\text {C}}{)}$ and ${E}_{\text {F},{\text {CBM}}}$ = ${E}_{\text {F}}$ ( ${V}_{\text {GS}}$ = ${V}_{\text {CBM}}{)}$ . In order to confirm this technique through optoelectronic experimental data, amorphous indium–gallium–zinc–oxide (a-IGZO)-based thin film transistor was irradiated with various wavelengths and power, and obtained ${V}_{\text {CBM}}$ = 7.1 V and ${E}_{\text {F} {\text {CBM}}}$ = 71 meV in the dark state. This technique is expected to be useful in the accurate characterization of the subgap DOS and the effective mobility in AOS TFTs through a simple and effective extraction process.
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