随着现代信息技术的发展与平面显示（FPD）产业的兴起，多晶硅薄膜晶体管（poly-Si TFT）在有源矩阵液晶显示（AMLCD）、有源有机发光二极管（AMOLED）和静态随机存取存储器等应用中发挥越来越重要的作用。大力研究开发适合产业化大规模应用的poly-Si TFT新结构、新工艺；合理构建poly-Si TFT器件的电学模型，特别是阐明poly-Si TFT的漏电流物理机制，给出与器件特性相一致的函数关系，将为poly-SiTFT显示器件的制备和电路仿真提供理论依据，而且对促进和发展平面显示产业及集成电路产业都具有深远的意义。　　 本文的研究目标是详细地对基于低温多晶硅（LTPS）技术的TFT器件的物理机理进行系统研究，且针对对称双栅（Sym-DG：Symmetric Double Gate）结构的poly-Si TFT的漏电流特性建立解析模型，并使该模型具备嵌入电路仿真器的条件。　　 基于LTPS的poly-Si TFT通常是指单栅或顶栅（TG：Top Gate）结构，虽然TG poly-SiTFT已得到广泛应用，但是随着设计规则持续缩小也面临着诸如热载流子效应（Hot Carder Effect）、短沟道效应（Short Channel Effect）、翘曲效应（Kink Effect）等问题，Kink效应不仅可以严重影响模拟电路的特性，而且还会导致数字电路的逻辑失真和功耗增大，这只有从改变工艺流程与器件结构设计上来降低这些不良效应，而DG poly-Si TFT就是这其中一个有效的结构改良，双栅结构的Poly-Si TFT可以显著提高器件的电流驱动能力、饱和特性、提高亚阈值斜率以及减小泄漏电流和等比例缩小导致的短沟效应等。研究人员已经开发出DG poly-si TFT的制备工艺，然而目前还没有与之相关的模型研究成果发表，因此，建立适用于电路仿真的DG poly-Si TFT模型是有一定创新性且非常有意义的。　　 本文通过MEDICI工具对Sym-DG poly-Si TFT进行二维器件模拟，该二维仿真模型为后续建模中的引用提供了较清晰的理论依据。从表面势出发的方法提供了基于物理的建模思路。本文通过在泊松方程中考虑晶粒间界陷阱浓度以及分析Sym-DO poly-SiTFT在全耗尽工作模式下的边界条件，建立了关于表面势的隐含方程组。提出了一种全新方法，根据数学变换和运用Lambert W函数，实现准确且非迭代地求解隐含方程组所描述的表面势与栅压的关系函数。有效地克服了迭代运算消耗大量的计算机资源和时间，不适合应用到电路仿真器中的缺点，为模型的仿真器嵌入提供了实现的条件。　　 基于表面势的思路，本文建立了Sym-DG poly-Si TFT的统一解析的直流（DC）模型。对模型与不同漏源偏置、晶粒尺寸、薄膜厚度和沟长的实验结果进行比较，结果证明了提出的模型可以准确地模拟器件漏电流特性。　　 综上所述，提出的直流漏电流模型是以Sym-DG poly-Si TFT工作的物理机制为基础、并以表面势为函数的方程。模型参数与器件参数之间的关系简单，并且只要改变沟道长度和宽度的参数值，模型能对不同尺寸器件的电学特性都能较好地拟合。模型需要的计算量少，模型的数学表达式和其一阶导数都是连续的，满足嵌入电路仿真器的条件。与多种不同尺寸器件的实验数据进行拟合，结果证明了模型的有效性。