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Device Simulation of Grain Boundaries in Lightly Doped Polysilicon Films and Analysis of Dependence on Defect Density

晶界 材料科学 矩形势垒 兴奋剂 凝聚态物理 粒度 载流子 热传导 空间电荷 态密度 耗尽区 费米能级 电荷密度 光电子学 复合材料 电子 微观结构 半导体 物理 量子力学
作者
Mutsumi Kimura,Satoshi Inoue,Tatsuya Shimoda,Toshiyuki Sameshima
出处
期刊:Japanese Journal of Applied Physics 卷期号:40 (1R): 49-49 被引量:18
标识
DOI:10.1143/jjap.40.49
摘要

Device simulations of grain boundaries in lightly doped polysilicon films have been performed. Dependence of the energy band, carrier density, potential barrier and electric conductivity on the defect density and grain size was carefully investigated. As a result, the mechanism of the carrier transportation has been clarified. The boundary defects not only trap and reduce free carriers, but also form the potential barrier and interfere with the carrier movement. As the defect density increases, in the case of the small grain size, first, the space-charge regions spread over the entire grain. Next, while the potential barrier remains the same, the lowest energy of the conduction band from the Fermi level ( E c - E f ) increases, and the carrier density decreases. Finally, E c - E f becomes the highest and remains the same. On the other hand, in the case of the large grain size, before the space-charge regions spread over the entire grain, E c - E f at the grain boundary reaches its maximum. Therefore, even if the defect density increases further, the potential barrier remains the same, and the carrier density remains high. By comparing the experimental and simulated electric conductivity, the defect density can be extracted.
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