a-Si TFT亚阈特征参数与有源层的厚度效应

从异质界面处的有效界面态出发 ,研究了 a-Si Nx:H/a-Si:H异质结 a-Si:H TFT的亚阈特征参数的界面效应和有源层的厚度效应 ,发现 a-Si:H的特性不仅与材料、工艺有关 ,而且其几何结构参数对 a-Si:H TFT的特性也有明显的影响。实验结果表明 :亚阈特征参数主要由异质界面的有效界面态密度决定 ,当 NH3/Si H4 比增加时亚阈特征参数下降 ,增加 a-Si Nx 材料的淀积温度 ,可使亚阈特性得到明显的改善 ,a-Si:H有源层的厚度减小 ,抑制了亚阈参数的增加 ,阈值电压也减小并趋于稳定 ,且 TFT的 ION/IOF F随有源层厚度呈现近似抛物线状变化规律。文中从理论上分析了有源层厚度与 TFT特性的关系 ,计算的最佳有源层的厚度约为 2 0 0 nm,这与实验结果基本一致。     

a-Si厚度对TFT开关特性的影响

通过在线电学测试设备,研究了不同a-Si厚度对TFT开关电学特性的影响。本试验通过调整刻蚀时间改变沟道内a-Si的剩余厚度,在此基础上找出电学特性比较稳定的区域和电学特性变差的临界点。试验结果表明,在其它条件不变的情况下,a-Si剩余厚度在33～61%时TFT的电学特性比较好,a-Si剩余厚度小于33%之后,TFT的电学特性变差,即工作电流变小,阈值电压变大,迁移率变小。     

a-Si剩余膜厚对TFT特性的影响

本文通过电学特性测试设备在黑暗(Dark)和光照(Photo)两种测试环境下,研究了沟道不同a-Si剩余厚度对TFT电学特性的影响。通过调整刻蚀时间改变沟道内a-Si剩余厚度,找出电学特性稳定区域以及突变的临界点。实验结果表明:在黑暗(Dark)环境下a-Si剩余厚度在30%～48%之间时,TFT器件的电学特性比较稳定,波动较小;而剩余厚度少于30%时,TFT特性变差,工作电流变小,开启电压变大,电子迁移率变小;在光照环境下主要考虑漏电流的影响,在a-Si剩余厚度43%以内时,光照I_(off)相对较低(小于Spec 20pA),同时变化趋势较缓;而剩余厚度大于43%时,光照I_(off)增加25%,同时变化趋势陡峭。综合黑暗和光照测试环境,在其他条件不变的情况下,a-Si剩余厚度在30%～43%之间时TFT的电学特性较好,同时相对稳定。     

2.7”a-Si TFT矩阵(英文)

本文报导了a-Si TFT矩阵的制备及其性能。TFT的有源层是在一高真空低漏气体的分室连续沉积PECVE系统中制备而得,本文详细研究了漏气体与换气体对TFT的关态电流的影响。在目前水平下可使Iott(Vg=-5V)降至10-14A的数量级。本文同时研究了提高开态电流的若干途径及实验结果。为获得高性能参数TFT矩阵,i层及其与SiN,绝缘层的界面是至关重要的。 所研究矩阵含196×144个元件,该TFT的宽长比(W/L)为10:1。我们组装了a-Si TFT-LCD样品,采用的是常规TN型液晶材料,驱动方式采用准静态驱动,用计算机控制该类AM-LCD的显示动作,可得到良好的显示效果。     

a-Si:H TFT亚阈值区SPICE模型的研究

研究了将非晶硅薄膜晶体管（a-Si：H TFT）在电路模拟程序（SPICE）中使用的亚阈值区模型,将亚阈值区分为亚阈值前区和亚阈值后区并建立了模型,对比了不同模型下的模拟结果,发现亚阈值区的TFT特性依赖于材料性质,而且亚阈值前区和亚阈值后区的特性受栅源电压Vcs和漏源电压V DS的影响,呈指数变化。提出的新模型考虑了前界面态、后界面态、局域态、材料及制作工艺等因素,体现了该区域电流对漏源电压Vvs强烈的依赖关系。使用新模型对实验数据的拟合结果优于以往的模型,能够比较精确地模拟亚阈值区的特性,可用来预测a-Si：H TFT的性能．对TFT阵列的模拟设计具有重要价值。     

耗尽型a-IZO TFT的模拟研究

采用Silvaco软件的Atlas对耗尽型单栅、双栅非晶铟锌氧化物薄膜晶体管SG a-IZO TFT、DG a-IZO TFT进行二维器件模拟。讨论了a-IZO层的厚度、态密度模型参数对耗尽型SG a-IZO TFT的电特性影响。研究发现,当a-IZO层厚度达到60 nm及以上时,器件的关断电流急剧上升。分析了态密度模型参数对单栅器件的电特性影响。对耗尽型SG a-IZO TFT与DG a-IZO TFT的电特性进行了比较。结果表明,DG器件在开启电压、亚阈值摆幅、开态电流等方面表现更佳。     

AMOLED用之a—Si与p—Si的比较

本文考查了具有a-Si TFT及LTPS TFT固有性能之OLED底板的性能。LTPS TFT显示了其在AMOLED显示应用巾之令人满意的稳定性,而a—Si AMOLED则表现出在驱动OLED方面具有更好的均匀能力。但是a—Si TFT在长期工作中的稳定性是令人难以接受的,并且尚有使a—SiTFT AMOLED商品化的关键问题需要解决。     

氢化非晶硅薄膜晶体管的静态特性研究

发展了一种研究a－Si：HTFT静态特性的新方法。从a－Si材料的带隙态密度适配参数分布函数出发，采用Shockley－Read-Hall统计描述，发展了一种局域态电行密度统一模型，该模型同时考虑了带尾局域态和缺陷局域态的作用。提出并分析了沟道区有效温度参数的概念，在此基础上，推导出了a－Si：HTFT电流—电压特性的解析表达式。其理论值与实验值符合很好。并详细分析了a－Si材料参数对TFTN态特性的影响。     

a-Si TFT/PIN图像传感器件

在模拟计算以a-Si TFT为有源开关,以a-Si PIN为光敏源的有源成像器件工作特性与各单元元件关系的基础上,详细讨论了单元器件的材料、物理参数对a-Si TFT/PIN耦合对特性的影响,并给出一定试验结果．用LED光源照射a-Si PIN的光电转换率可达18.1nA/lx,a-Si TFT/PIN有较好的线性度.     

用光热偏转光谱技术测量a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜的能隙态密度

用光热偏转光谱技术测量了不同a-Si:H层厚度的a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜(超品格)材料的吸收光谱,求出多层膜材料的隙态密度及其随a-Si:H层厚度的变化,估算出界面态密度为～5×10~(11)cm~(-2)eV~(-1),最后估算了隙态密度的计算误差。     

多晶硅超薄沟道薄膜晶体管研制

提出了一种新结构的低温多晶硅薄膜晶体管 ( poly- Si TFT) .该 poly- Si TFT由一超薄的沟道区和厚的源漏区组成 .超薄沟道区可有效降低沟道内陷阱密度 ,而厚源漏区能保证良好的源漏接触和低的寄生电阻 .沟道区和源漏区通过一低掺杂的交叠区相连接 .该交叠区使得在较高偏置时 ,靠近漏端的沟道区电力线能充分发散 ,导致电场峰值显著降低 .模拟结果显示该TFT漏电场峰值仅是常规 TFT的一半 .实验结果表明该 TFT能获得好的电流饱和特性和高的击穿电压 .而且 ,与常规器件相比 ,该 TFT的通态电流增加了两倍 ,而最小关态电流减少了3.5倍 .     

不同双栅极设计对a-Si:H TFT特性影响

本实验于原有的单底栅a-Si TFT产品结构下,通过增加不同的顶栅极设计方式(不同a-Si覆盖比例、不同沟道几何形貌、不同沟道W/L比例)来研究双栅极设计对a-Si TFT特性的影响。实验结果显示双栅极a-Si TFT比现行单底栅a-Si TFT可以提升I_on 7%、降低SS 3%、同时对I_off以及TFT稳定性影响不明显,显示双栅极a-Si TFT设计结构具有在不提高成本以及不变更工艺流程下,达到整体提升TFT特性的效果。顶栅极 TFT 特性不如底栅极,推测为a-Si/PVX界面不佳使得电子导通困难导致,未来可以借由改善a-Si/PVX界面工艺提升顶栅极TFT特性。     

驱动AM-OLED的2-a-Si:H TFT的设计与制作

a-Si：H／SiNx：H TFT在长时间栅偏应力作用下，会产生阈值电压漂移，这主要是由绝缘层电荷注入和有源层亚稳态产生而引起的。针对电荷注入现象，文章首先通过控制源气体SiH4和NH3流量的不同，利用PECVD制作了不同N／Si比（0．87～1．68）的氮化硅绝缘材料，对其进行了椭偏、红外和光电子散射能谱（EDS）测试。制作了不同的MIS结构电容，对其进行老化实验和C-V测试分析，结果表明稍富氮（N／Si比稍大于标准Si3N4的化学计量比1．33）的氮化硅做成的M1S样品在老化前后C-V曲线偏移不是很明显，表明其缺陷态密度相对较小，能够有效减小半导体／绝缘层界面间的电荷注入。设计了驱动OLED的2-a-Si：H TFT像素电路及其阵列版图，优化了电路中的几个关键参数，即T1的W／L=2．5、T2的W／L=25和存储电容Cs=0．8pF。运用7PEP生产工艺，制作了13cm（5．2in）的TFT阵列样品。对TFT进行I-V特性测试，其开态电流为10μA，开关比为10^6；对AMOLED显示屏样品进行了静态驱动下的亮度测试，其最高亮度为341cd／m^2。     

非晶硅薄膜晶体管的泄漏电流模型

当对a-Si:H TFT施加较大的漏-栅电压时,其泄漏电流主要取决于空穴在漏端耗尽区内的产生过程以及被有源层内中立陷阱捕获的过程.基于价带空穴和被陷阱所捕获空穴的一维连续性方程,推导出空穴在有源层内纵向传导的逃逸率.通过描述漏端耗尽区内空穴的产生率以及在a-Sic H层内空穴传导的逃逸率,建立了a-Si:H TFT的泄漏电流模型,并进行了相应验证.     

640×480 TFT-AMLCD有源层的制备

从理论上分析了a-Si∶H薄膜晶体管(TFT)有源层——a-Si∶H薄膜的光电特性、厚度及淀积均匀性、稳定性、重复性对TFT工作性能的影响.并根据此分析,在实验的基础上对a-Si∶H淀积工艺进行了优化,找到了最佳淀积工艺,并介绍了淀积室电极结构.用此工艺,作者在美制备出高质量的640×480象素的a-Si∶H薄膜晶体管-有源矩阵液晶显示器(TFT-AMLCD),其对比度为100∶1,灰度24级,开口率大于50%,开关比大于1e7.     

n~+-i-n~+结构的电极附近结区电场对SCLC法确定薄a—Si:H膜隙态密度的影响──计算机模拟分析

将描述电极性质的结区电场选作n~+-i-n~+或(n~+-n-n~+)结构a—Si:H器件电流流动微分方程组的另一对边界条件,应用Runge-Kutta法由初值问题技术解微分方程组得到该器件J-V特性数值解。在此基础上,空间电荷限制电流(SCLC)法推导出不同厚度薄a—Si:H样品隙态密度,证实了其费米能级附近隙态密度G(E_F)随厚度减少而增加是电极附近结区电场引起的。     

单栅和双栅多晶硅薄膜晶体管的二维器件仿真

二维器件仿真是揭示半导体器件物理机理的有效途径.首先利用二维器件仿真工具构建单栅和双栅多晶硅薄膜晶体管(TFT),并完整地考虑晶界陷阱态的分布规律,即指数分布的带尾态和禁带中央高斯分布的深能态.同时,改变晶界陷阱密度、多晶硅薄膜厚度、温度等条件,以及考虑翘曲(kink)效应,仿真单栅和双栅器件的电流-电压(I-V)特性,分析物理规律,建立对多晶硅TFT器件物理特性的进一步理解.     

氧化锌基薄膜晶体管最新研究进展

ZnO基TFT被认为是最有可能取代当前大规模产业化的a-Si:H TFT的下一代MOSFET,在最近几年受到广泛的关注.简单介绍了ZnO基TFT的结构、原理、各层材料的作用、要求和制造方法以及可靠性研究,包括时间、温度和可见光或紫外光辐照以及偏压作用对器件特性的影响方面的最新进展,分析了实现产业化尚需克服的问题.     

a-Si:H-TFT阈值电压漂移机理及其在驱动OLED显示中的补偿设计

分析了a—Si：H—TFT阈值电压漂移的机理，即分析了栅偏应力下电荷注入到SiNx：H栅绝缘层和a—Si：H中亚稳态的产生对TFT阈值电压漂移的影响。根据非晶硅中亚稳态产生的特点，并针对驱动OLED的两管a—Si：H—TFT像素电路，提出了一种通过对数据信号时序的重新设计来补偿周值电压漂移的方法，即在数据信号间加插一个与数据信号极性相反的补偿信号。通过这种正负交替的信号，使驱动管TFT中由亚稳态造成的阈值电压漂移始终保持在一个动态平衡的过程，来实现驱动OLED电流稳定的目的。     

薄膜晶体管及其在有源矩阵液晶显示中的应用

薄膜晶体管(TFT)是众多场效应晶体管(FET)中的一种。PC机及监视器等高清晰度液晶显示(LCD)中的TFT以有源矩阵的形式应用在点阵驱动的有源矩阵液晶显示器(AMLCD)中。作为开关器件，AMLCD中的TFT工作在饱和模式，其源极总是连接数据总线(视频)，漏极接像素电极。其结构为交错／反交错和共面／反共面两种基本类型。TFT的主要工艺与IC技术兼容，半导体层所用的材料主要是a—Si。