P型金属氧化物场效应晶体管的制备与性能研究
发布时间：2021-01-13 16:29
在过去的几十年中,基于金属氧化物半导体材料的薄膜晶体管（TFTs）由于其独特的特性（如高场效应迁移率,大面积均匀性和可见光范围内的高透明度）而受到了广泛的关注。TTFs现在已经广泛的应用在了大规模生产的显示器中。但是,技术的发展仅限于n型材料TFTs。由于缺乏合适的p型材料以及苛刻的制备条件,目前对于p型金属氧化物TFTs的研究相对较少。若能获得性能优异的p型半导体,就有望应用于柔性透明的平板显示、集成电路、LED以及太阳能电池等领域。在本论文中,通过旋涂法制备了三元p型钙钛矿NdAlO3薄膜,并在不同温度下进行退火。结果证明,在NdAlO3薄膜中产生钕空位(VNd),VNd的存在导致薄膜的高空穴迁移率。集成的基于NdAlO3薄膜的TFTs表现出典型的p沟道晶体管特性。在700 oC退火的NdAlO3 TFT表现出优异的电学性能,包括0.19 cm2/Vs的场效应迁移率(μFE)和10
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
晶体管发展过程的主要里程碑
青岛大学硕士学位论文41.2薄膜晶体管的应用平板显示产业目前已经成为我国电子信息领域的“核心支柱产业”之一。主流的平板显示技术主要有LCD和OLED两种，而矩阵驱动技术是制约其迅速发展的主要原因之一。平板显示技术从驱动方式划分可分为无源矩阵驱动（PassiveMatrix,PM）和有源矩阵驱动（ActiveMatrix,AM）两种。无源矩阵驱动不需要TFT作为像素开关，但是无法实现高分辨率的显示，而有源矩阵驱动是实现大尺寸、高清平板显示的核心方式。接下来我们将分别介绍TFT在有源矩阵液晶显示（AMLCD）和有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）中的应用。1.2.1薄膜晶体管在AMLCD中的应用人们对TFT的应用首先从AMLCD开始的。由于AMLCD具有高亮度、可视面积大、高对比度、寿命长、低功耗及与工艺的高兼容性等优点，而被人们广泛的应用于日常生活中的各种终端显示产品，例如电视机、平板、智能手机等。如图1.2（a）所示为AMLCD面板的截面结构图，可以看出主要由TFT-Array阵列（TFT、ITO电容、信号线、存储电容和相关保护电路）和滤膜基本结构（红绿蓝三色彩色滤膜、黑矩阵、外层保护膜、ITO电极）组成。图1.2（a）AMLCD面板的截面结构图。（b）单位像素的等效电路图。图1.2（b）是AMLCD单位像素的等效电路图，其中TFT在AMLCD中作为电流开关，CLC为液晶像素电容，CS为信号存储电容。像素TFT的栅极与行电极连接一起，列电极上的数据信号控制子像素的亮度。当子像素的行电极被选中施加一个脉冲电压后，TFT处于开通状态，源极和漏极之间便会有形成电流，给液晶像素电
缛荩?员Ｖは麓涡械缂?≈星暗缪怪祷?静槐洌?从而持维持屏幕的恒定亮度，直到下一次行电压和列数据信号的输入。与PMLCD相比，在LCD中引入TFT可以有效的使每个像素具有各自独立的电流开关特性，并且电压值将不受相邻像素显示信息的影响，从而达到更好的显示效果。1.2.2薄膜晶体管在AMOLED中的应用进入21世纪后，平板显示技术朝着高分辨率、高响应速度、柔性显示的方向不断发展，对显示技术的要求也越来越高。随即AMOLED的问世凭借其诸多优势（如厚度雹色彩鲜艳、能耗低等）已经成为下一代电子显示产业的核心部件[8,9]。图1.3（a）AMOLED显示屏2T-1C像素等效电路示意图。（b）维信诺制备的可正反弯折的柔性AMOLED显示屏。AMOLED与AMLCD最大的不同在于驱动原理的差异。AMLCD采用电压驱动的方式，而AMOLED是由电流驱动的，其亮度与驱动电流成线性关系。在AMLCD像素单元中只需要一个TFT作为寻址开关，而在AMOLED像素单元中除寻址开关TFT外，通常还需一个TFT作为恒流驱动开关。图1.3（a）所示为AMOLED显示屏2T-1C像素等效电路示意图，由两个TFT元件（开关TFT、驱动TFT）、一个保持电容和OLED单元组成。某一行被扫描脉冲信号被选中，使得右侧的开关TFT被开启，这时保持电容开始充电，驱动TFT的工作状态由充电电压的大小所决定了。当充电电压驱动TFT工作在饱和状态时，驱动电流驱动OLED发光。当扫描脉冲信号扫描到下一行时，开关TFT关闭，但保持电容的放电使驱动TFT继续保持在饱和状态，因此在下一次脉冲信号到来时，OLED电流将一直保持稳定不变，因而可以实现像素单元的连续显示。实际的应用中，多采用更为复杂的电路图（如4T2C、6T1C
【参考文献】：
期刊论文
[1]TFT-OLED像素单元电路及驱动系统分析[J]. 朱儒晖,李宏建,闫玲玲. 中国集成电路. 2005(11)
本文编号：2975193
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
晶体管发展过程的主要里程碑
青岛大学硕士学位论文41.2薄膜晶体管的应用平板显示产业目前已经成为我国电子信息领域的“核心支柱产业”之一。主流的平板显示技术主要有LCD和OLED两种，而矩阵驱动技术是制约其迅速发展的主要原因之一。平板显示技术从驱动方式划分可分为无源矩阵驱动（PassiveMatrix,PM）和有源矩阵驱动（ActiveMatrix,AM）两种。无源矩阵驱动不需要TFT作为像素开关，但是无法实现高分辨率的显示，而有源矩阵驱动是实现大尺寸、高清平板显示的核心方式。接下来我们将分别介绍TFT在有源矩阵液晶显示（AMLCD）和有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）中的应用。1.2.1薄膜晶体管在AMLCD中的应用人们对TFT的应用首先从AMLCD开始的。由于AMLCD具有高亮度、可视面积大、高对比度、寿命长、低功耗及与工艺的高兼容性等优点，而被人们广泛的应用于日常生活中的各种终端显示产品，例如电视机、平板、智能手机等。如图1.2（a）所示为AMLCD面板的截面结构图，可以看出主要由TFT-Array阵列（TFT、ITO电容、信号线、存储电容和相关保护电路）和滤膜基本结构（红绿蓝三色彩色滤膜、黑矩阵、外层保护膜、ITO电极）组成。图1.2（a）AMLCD面板的截面结构图。（b）单位像素的等效电路图。图1.2（b）是AMLCD单位像素的等效电路图，其中TFT在AMLCD中作为电流开关，CLC为液晶像素电容，CS为信号存储电容。像素TFT的栅极与行电极连接一起，列电极上的数据信号控制子像素的亮度。当子像素的行电极被选中施加一个脉冲电压后，TFT处于开通状态，源极和漏极之间便会有形成电流，给液晶像素电
缛荩?员Ｖは麓涡械缂?≈星暗缪怪祷?静槐洌?从而持维持屏幕的恒定亮度，直到下一次行电压和列数据信号的输入。与PMLCD相比，在LCD中引入TFT可以有效的使每个像素具有各自独立的电流开关特性，并且电压值将不受相邻像素显示信息的影响，从而达到更好的显示效果。1.2.2薄膜晶体管在AMOLED中的应用进入21世纪后，平板显示技术朝着高分辨率、高响应速度、柔性显示的方向不断发展，对显示技术的要求也越来越高。随即AMOLED的问世凭借其诸多优势（如厚度雹色彩鲜艳、能耗低等）已经成为下一代电子显示产业的核心部件[8,9]。图1.3（a）AMOLED显示屏2T-1C像素等效电路示意图。（b）维信诺制备的可正反弯折的柔性AMOLED显示屏。AMOLED与AMLCD最大的不同在于驱动原理的差异。AMLCD采用电压驱动的方式，而AMOLED是由电流驱动的，其亮度与驱动电流成线性关系。在AMLCD像素单元中只需要一个TFT作为寻址开关，而在AMOLED像素单元中除寻址开关TFT外，通常还需一个TFT作为恒流驱动开关。图1.3（a）所示为AMOLED显示屏2T-1C像素等效电路示意图，由两个TFT元件（开关TFT、驱动TFT）、一个保持电容和OLED单元组成。某一行被扫描脉冲信号被选中，使得右侧的开关TFT被开启，这时保持电容开始充电，驱动TFT的工作状态由充电电压的大小所决定了。当充电电压驱动TFT工作在饱和状态时，驱动电流驱动OLED发光。当扫描脉冲信号扫描到下一行时，开关TFT关闭，但保持电容的放电使驱动TFT继续保持在饱和状态，因此在下一次脉冲信号到来时，OLED电流将一直保持稳定不变，因而可以实现像素单元的连续显示。实际的应用中，多采用更为复杂的电路图（如4T2C、6T1C
【参考文献】：
期刊论文
[1]TFT-OLED像素单元电路及驱动系统分析[J]. 朱儒晖,李宏建,闫玲玲. 中国集成电路. 2005(11)
本文编号：2975193
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