薄膜晶體管（Thin Film Transistors,TFTs）作為開關(guān)驅(qū)動(dòng)器件,在新一代有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管（Active Matrix Organic Light Emitting Diode,AMOLED）顯示領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)溝道層材料性質(zhì)的不同,TFTs器件主要分為非晶硅（Amorphous Silicon,a-Si）基TFT和非晶氧化物半導(dǎo)體（Amorphous Oxide Semiconductor,AOS）基TFT。a-Si基TFT具有工藝溫度低、應(yīng)力小、大面積均勻性好、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也是工藝最為成熟且商業(yè)化應(yīng)用最為廣泛的TFT。但是,a-Si基TFT場(chǎng)效應(yīng)遷移率較低（<1 cm2/V.s）,難以滿足AMOLED對(duì)TFT驅(qū)動(dòng)的要求。近年來,以非晶氧化銦鋅（Amorphous Indium Zinc Oxide,a-IZO）和非晶氧化銦鎵鋅（Amorphous Indium Gallium Zinc Oxide,a-IGZO）為代表的AOS基TFTs,由于具有遷移率高、可見光范圍透過率高、制備溫度低、均勻性好等優(yōu)點(diǎn),有望替代傳統(tǒng)a-Si基TF... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

單元像素等效電路示意圖

還要求驅(qū)動(dòng) TFT 具有足夠高的遷移率，一般要大于 1 cm2/V.s[13]。這對(duì)于 a-Si:HTFT 器件來講很難達(dá)到，因此為非晶透明氧化物半導(dǎo)體帶來了新的發(fā)展契機(jī)。TFT 器件除了在有源矩陣平板顯示技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用外，還可延伸到等離子顯示、電致發(fā)光、電子紙、打印機(jī)、掃描儀、電子標(biāo)簽、射頻識(shí)別卡、氣敏傳感器[14]以及非制冷紅外探測(cè)器等領(lǐng)域[15]。1.2.2 TFT的工作原理TFT 通常由襯底、溝道層、源漏電極、絕緣層和柵極五部分組成，如圖 1-2（a）所示。這種器件為柵壓控制型半導(dǎo)體器件，顧名思義，即在工作時(shí)通過改變柵壓大小來控制溝道層與柵絕緣層界面之間的載流子分布情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的控制。其工作原理類似“金屬-氧化物-半導(dǎo)體”場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）[16]。它們的區(qū)別在于當(dāng)器件處于工作狀態(tài)時(shí)，TFT 的溝道層是由多數(shù)載流子積累形成，即工作在“積累模式”；而 MOSFET 是由少數(shù)載流子形成的反型層構(gòu)成溝道，工作在“反型模式”。

（2）線性區(qū)當(dāng)柵極電壓 VG大于閾值電壓 Vth時(shí)，柵極與源漏電極之間會(huì)產(chǎn)生從柵極指向源漏電極的電場(chǎng)，在該電場(chǎng)的作用下，溝道層中的自由電子會(huì)向絕緣層界面運(yùn)動(dòng)，并在靠近絕緣層的溝道層內(nèi)積累形成導(dǎo)電溝道。當(dāng)在源漏電極之間施加一定電壓VD后，電子會(huì)從源極注入，越過源漏電極與溝道層的接觸勢(shì)壘，形成源漏電流 ID。并且隨著 VD的增加，ID線性增加，此時(shí) TFT 器件工作在線性區(qū)。（3）飽和區(qū)在溝道層形成導(dǎo)電溝道之后，繼續(xù)增加 VD至 VD= VG Vth，此時(shí)，溝道層中漏極附近形成耗盡區(qū)，導(dǎo)電溝道被夾斷。進(jìn)一步增大 VD，溝道層中的夾斷點(diǎn)向源極擴(kuò)展，ID保持不變，此時(shí) TFT 器件工作在飽和區(qū)。（4）擊穿區(qū)當(dāng) VD超過一定的臨界值，會(huì)使源漏電極發(fā)生擊穿，導(dǎo)致電流急劇增大，器件失去晶體管性能。因此，器件應(yīng)避免在擊穿狀態(tài)下工作。圖 1-3 給出了在忽略界面電荷和平帶電壓影響的前提下，n 溝道增強(qiáng)型 TFT 三種不同偏壓下的理想能帶圖。


本文編號(hào)：2900649