在基于薄膜晶体管(TFT:Thin-Film Transistor)的电路中,热载流子(HC:Hot Carrier)引起的器件退化是 N 型低温多晶硅(LTPS:Low Temperature Polycrystalline-Silicon)TFT面临的极为关键的一个可靠性问题。此外,本文引入了“四端多晶硅TFT”,即在沟道侧面制备—P+掺杂的载流子注入端。首先,本文研究了 N型多晶硅TFT在双极型栅脉冲与低漏端直流应力共同作用下的退化。研究发现,在栅脉冲与漏端直流应力下的退化行为与仅由双极型栅脉冲引起的器件特化行为相似。其主导的退化机制为动态HC退化。此外,实验结果表明传统多晶硅TFT与四端多晶硅TFT的动态退化均强烈依赖于漏端直流偏置电压。漏端直流偏压相对越正,器件的动态HC退化将更为严重。然而,在相同应力条件下,四端TFT的器件退化比传统TFT的退化要弱得多。且非平衡PN结退化模型可以很好的解释上述退化行为。其次,本文对N型多晶硅传统TFT、轻掺杂漏(LDD:Lightly Doped Drain)TFT与四端TFT进行了系统的比较研究,重点比较了 TFT的性能及在直流(DC)和交流(AC)HC条件下的可靠性。值得注意的是,这三种N型多晶硅TFT采用同样的CMOS LTPS量产工艺,在同一玻璃基板上制备。与LDD多晶硅TFT相比,四端多晶硅TFT也可以抑制kink电流和DC HC退化,但同时四端TFT器件无需在器件特性与工艺上进行折衷。此外,四端多晶硅TFT对于动态HC退化的抑制效果远远比LDDTFT有效得多。综上,在CMOSLTPSTFT工艺中,相比LDD多晶硅TFT,四端多晶硅TFT具有低制作成本、高器件性能和优越的抑制DC/AC HC退化能力的优势。最后,为了进一步优化器件的结构和可靠性,从载流子注入端的几何参数(宽度和位置)方面着手,本文分析了四端器件动态HC退化的几何效应。实验结果表明,居于沟道侧面中央的载流子注入端宽度越宽时,四端多晶硅TFT对动态HC退化的抑制效果越好。此外,本文还发现当载流子注入端的位置在“栅脉冲下降沿时所对应的漏端耗尽区边界”附近时,四端多晶硅TFT抑制器件动态HC退化的效果最佳。基于非平衡PN结退化模型,以漏端耗尽区边界为基准,可很好地理解载流子注入端的宽度和位置对器件退化的影响。