电子种技女学光电科学与工程学院 SCHOOL OF OPTOELECTRONIC SCIENCE AND ENGINEERING OF UESTC 绪论 TFT的过去、现在和未来
TFT的过去、现在和未来 绪论
三个问题 (1)什么是TFT(Thin Film Transistor)? (2)TFT发展的驱动力是什么？ (3)TFT的应用领域有哪些？
三个问题 （1）什么是TFT(Thin Film Transistor）？ （2）TFT发展的驱动力是什么？ （3）TFT的应用领域有哪些？
1.关于TFT的基本观点 >TFT是平板显示技术的核心，正如C是计算机的核心。 >TFT器件的概念及其潜在应用早于硅晶体管 >TFT一直被JFET和MOSFET掩盖 平板显示 计算机 TFT IC
TFT 平板显示 IC 计算机 1. 关于TFT的基本观点 TFT是平板显示技术的核心，正如IC是计算机的核心。 TFT器件的概念及其潜在应用早于硅晶体管 TFT一直被JFET和MOSFET掩盖
显示屏 PT880 0337CD TAIWAN 2JA2018882©@ LG Display AVING.N TFT-LCD阵列基板的整体基本布局 IC d b a像素显示区 b扫描电极外引线（栅线外引线）c信号电极外引线 d短路环 e转印电极和对盒标记「对版标记（套刻标记） g切割标记 h封盒胶框位置 i液晶注入口
IC 显示屏
2.20世纪30年代--TFT起源 什么是TFT(Thin Film Transistor)? 。 Lilienfeld在1934年的专利--场效应 -半导体有源层(Cu2S),绝缘层(Al2O3),和金属栅极(AI), Heil在1935的专利中提出TFT结构 一 材料：碲，氧化亚铜，五氧化二钒，碘 ,1939年Shockley首次提出金属半导体场效应管(MES)结构 12 Copper.Sulfide Aluminum Oxide 1OAlumninum
2. 20世纪30年代---TFT起源 • Lilienfeld在1934年的专利----场效应 – 半导体有源层 (Cu2 S), 绝缘层 (Al2O3 ), 和金属栅极 (Al). • Heil 在 1935 的专利中提出TFT结构 – 材料:碲,氧化亚铜, 五氧化二钒,碘 • 1939年Shockley首次提出金属半导体场效应管(MES)结构 什么是TFT(Thin Film Transistor）？
3.20世纪40年代 1948年后期，Shockley发明FET Emitter 工作原理：基于体内埋沟导电，电流通 Collector 道由栅极下面的耗尽层宽度来调制 Base 开始表面态的研究 点接触型晶体管发明 F 极 双极结型晶体管发明 VG 三中 VD 美国贝尔实验室的研究员威廉姆·肖克利 Focus on元素半导体如硅、锗 博士和约翰巴丁博士、瓦尔特伯莱顿博 士1947年，1956年的诺贝尔物理学奖
3. 20世纪40年代 • 1948年后期，Shockley发明JFET – 工作原理：基于体内埋沟导电，电流通 道由栅极下面的耗尽层宽度来调制 开始表面态的研究 点接触型晶体管发明 双极结型晶体管发明 Focus on 元素半导体如硅、锗 源 栅极 漏 栅极 VG VD 美国贝尔实验室的研究员威廉姆·肖克利 博士和约翰·巴丁博士、瓦尔特·伯莱顿博 士1947年，1956年的诺贝尔物理学奖
4.20世纪50年代 g=0 J(Wo) ·TFT的研究很不活跃 ● Shockley建立JFET的数学模型 Va Wo/4 -源极：n沟道的负端 w/2 3wo/4 -漏极：n沟道的正端 Wo 2Wo lvdl→ -栅极：控制电极 一逐次沟道近似模型 -夹断 -载流子迁移率μ
4. 20世纪50年代 • TFT的研究很不活跃 • Shockley建立JFET的数学模型 – 源极：n沟道的负端 – 漏极： n沟道的正端 – 栅极：控制电极 – 逐次沟道近似模型 – 夹断 – 载流子迁移率μ
定义： 夹断（pinch off) 一表示在源漏间的一个点，在该点处的载流子密度接近为0 ·载流子迁移率 一单位电场下的电子（空穴）漂移速度，是表征材料中载流子移动的难易程 度的物理量。单位cm2Vs。在TFT中表示栅极电场诱导产生的载流子漂移 迁移率
• 夹断（pinch off） – 表示在源漏间的一个点，在该点处的载流子密度接近为0 • 载流子迁移率 – 单位电场下的电子（空穴）漂移速度，是表征材料中载流子移动的难易程 度的物理量。单位cm2/V·s。在TFT中表示栅极电场诱导产生的载流子漂移 迁移率。 定义:
5.20世纪60年代 1962,RCA公司的P.K.Weimer---TFT开创性工作 一有源层（沟道形成）：多晶CdS薄膜：绝缘层：SiO:结构：顶栅交叠型 -迁移率：140cm2/Ws 基础研究开始： ·F.V.Shallcross?报道cdSe-TFT 界面态、栅绝缘层中的 1964年，Weimer的p沟道Te-TFT,迁移率200cm2/Ns 陷阱研究 ·开发TFT的动机？？ TFT模型研究：采用逐 次沟道近似模型分析 √相对于Si电路，以玻璃作为基 绝缘层 板，性能稍低成本更低 半导体有源层 √1960年代：MOSFET出现，集 绝缘基板 成度更高的1C出现，对TFT开发 的积极性跌入低谷 什么是TFT(Thin Film Transistor)?
5. 20世纪60年代 • 1962 ，RCA公司的 P. K. Weimer -------TFT开创性工作 – 有源层（沟道形成）：多晶CdS薄膜；绝缘层：SiO；结构：顶栅交叠型 – 迁移率：140 cm2/V·s • F.V.Shallcross报道CdSe-TFT • 1964年， Weimer的p沟道Te-TFT，迁移率200 cm2/V·s • 开发TFT的动机 ???? 半导体有源层 绝缘基板 绝缘层 G S D 相对于Si电路，以玻璃作为基 板，性能稍低成本更低 1960年代：MOSFET出现，集 成度更高的IC出现，对TFT开发 的积极性跌入低谷 基础研究开始: 界面态、栅绝缘层中的 陷阱研究 TFT模型研究：采用逐 次沟道近似模型分析 什么是TFT(Thin Film Transistor）？
定义： 交叠型结构 一源漏接触电极与栅极分别在绝缘层两侧 ·界面态 一在半导体和绝缘层的界面处能量位于禁带中的一些分立或连续的 能级或电子态，又称界面陷阱电荷
• 交叠型结构 – 源漏接触电极与栅极分别在绝缘层两侧 • 界面态 – 在半导体和绝缘层的界面处能量位于禁带中的一些分立或连续的 能级或电子态，又称界面陷阱电荷。 定义: