论文部分内容阅读
信息时代的到来与信息显示技术的不断发展密不可分。在显示技术领域,以液晶显示(LCD)为代表的平板显示(FPD)已经取代传统的、体积笨重的CRT显示并占据主流地位,涵盖了从手机到大尺寸电视在内的各种显示应用领域。目前的各家研究、咨询机构及大型企业发表的相关研究报告,已经证实了这一点。
在平板显示寻址技术中,a-Si:H已经替代CdS和CdSe并成为应用最广泛的TFT有源层材料,而对认为是“下一代”FFT技术的p-Si技术的研究也如火如茶地进行着。尽管如此,在组成TFT有源层的所有材料中,只有a-si:H是如此的吸引投资。因为对于a-Si:H材料,几乎任何人都能应用相对少且成熟的工艺步骤,快速得到预期的器件性能。总结来讲,a-Si:H材料的优势即在玻璃或塑料衬底上制备优质单晶硅的经济方面。但随着技术的发展,非晶硅TFT不仅仅用来做像素开关,更有其他的广泛应用,包括成像及X射线讯号的有源地址传感探测阵列集成等,都要求其性能的可靠,但其不稳定性成为困扰人们的难题之一。
非晶硅薄膜晶体管的性能随电学应力(电压、电流)的长时间施加而下降,尤其是阈值电压随应力的施加而显著增大,致使开态电流降低,器件发生退化。导致此性能不稳定的原因一般认为归结于以下两种机制:栅压偏应力诱发a-Si:H中硅悬挂键态密度的增加和电荷注入并随后被栅绝缘层a-SiNx:H中陷阱捕获。
本文针对a-Si:H TFT的阂值电压退化特征和相关机制展开了研究。测试分析了阈值电压的漂移量与时间、栅漏应力大小及温度的关系,总结归纳出其经验公式;研究了交流应力下阈值电压的漂移量与频率、占空比之间的关系,分析考虑了阈值电压退化的恢复。
本论文的研究结果将有助于理解非晶硅薄膜晶体管退化的物理机制及退化模型,对其可靠性研究提供有价值的参考和指导作用。为a-Si:H TFT器件在实际工作下的寿命预测等提供了必要的实验数据,为基于非晶硅薄膜晶体管的TFT有源矩阵液晶显示阵列行驱动电路的设计提供了技术参数。