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柔性低温多晶硅薄膜晶体管的弯曲稳定性

发光学报 2017年第9期38卷 1205-1209页

作者：岳致富吴勇李喜峰杨祥姜姝许云龙上海大学材料科学与工程学院上海200072 上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室上海200072 上海天马微电子有限公司上海201201

研究了以聚酰亚胺为基板的p型低温多晶硅薄膜晶体管在不同弯曲半径下的偏压稳定性。当曲率半径从15 mm变到3 mm时,在拉伸弯曲状态下,阈值电压和平坦时保持一致(Vth=-1.34 V),迁移率μsat从45.65 cm^2/(V·s)降到45.17 cm^2/(V·s),开关... 详细信息

研究了以聚酰亚胺为基板的p型低温多晶硅薄膜晶体管在不同弯曲半径下的偏压稳定性。当曲率半径从15 mm变到3 mm时,在拉伸弯曲状态下,阈值电压和平坦时保持一致(Vth=-1.34 V),迁移率μsat从45.65 cm^2/(V·s)降到45.17 cm^2/(V·s),开关比增大;在压缩弯曲状态下,转移特性曲线和平坦状态保持了非常好的一致性。在最小弯曲半径为3 mm时,进行了正负偏压稳定性测试,结果表明,器件依然具有很好的稳定性。

关键词：柔性低温多晶硅薄膜晶体管低温多晶硅弯曲稳定性

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多晶硅薄膜晶体管器件退化机制研究进展

电子器件 2006年第3期29卷 654-659页

作者：薛敏王明湘苏州大学电子信息学院微电子系江苏苏州215021

结合近几年来国际上对于低温多晶硅薄膜晶体管器件可靠性开展的一些有代表性的研究工作,对其中几种常见的退化现象:自加热、热载流子和负偏置温度不稳定性做了分析和归纳,介绍了其退化机制及退化模型,并总结了它们在一般情况下对器件性... 详细信息

结合近几年来国际上对于低温多晶硅薄膜晶体管器件可靠性开展的一些有代表性的研究工作,对其中几种常见的退化现象:自加热、热载流子和负偏置温度不稳定性做了分析和归纳,介绍了其退化机制及退化模型,并总结了它们在一般情况下对器件性能的影响及各自的典型应力条件。本文针对目前研究较多的自加热退化和热载流子退化机制做了更深入的探讨,比较了两者的差别,并介绍了它们在反转模式下出现的退化恢复现象。此外,文中还介绍了交流应力下的热载流子退化现象,以及在一些特殊器件结构中的退化现象。

关键词：低温多晶硅薄膜晶体管可靠性自加热退化热载流子退化

机械应力下多晶硅薄膜晶体管和负栅压偏置下非晶铟镓锌氧薄膜晶体管的可靠性研究

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机械应力下多晶硅薄膜晶体管和负栅压偏置下非晶铟镓锌氧薄膜晶体...

作者：徐思维苏州大学

学位级别：硕士

本文主要研究了柔性p沟道低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)在重复弯曲和拉伸应力下的机械应力可靠性。受到反复弯曲和拉伸应力后,它们的退化现象基本相同,阈值电压向正方向移动,亚阈值区基本上没有变化。机械应力过程中会使得多晶硅层产... 详细信息

本文主要研究了柔性p沟道低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)在重复弯曲和拉伸应力下的机械应力可靠性。受到反复弯曲和拉伸应力后,它们的退化现象基本相同,阈值电压向正方向移动,亚阈值区基本上没有变化。机械应力过程中会使得多晶硅层产生电子,从而使得阈值电压发生变化。弯曲频率越快和施加拉力越大都会加速器件退化。部分器件在机械应力过程中发生损坏,损坏原因一般是金属线或栅绝缘层和沟道层的断裂造成器件失效。损坏位置一般位于两种材料的界面处,ANSYS仿真发现该位置有一个应力突变,使得器件容易在此位置损坏。提醒我们可以在器件的上方加上应力缓冲层来改善这种情况。随后,本文还研究了在负栅偏压温度应力下(NBTS)的非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管(a-IGZO TFT)的退化研究。在NBTS下,器件的阈值电压会负向移动,并伴有亚阈值摆幅的退化,这是由于a-IGZO中的离子化的氧空位在电场的作用下发生移动,并在界面处发生积累造成的。此外我们发现拉伸指数模型可以很好的拟合阈值电压的变化量。通过提取模型中参数发现,提取的有效能量势垒E?的为0.74?0.3eV,它代表离子化的氧空位移动到IGZO和二氧化硅界面所需要的平均能量。

关键词：可靠性柔性低温多晶硅薄膜晶体管负栅偏压温度应力非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管

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柔性工艺薄膜晶体管直流栅应力可靠性研究

柔性工艺薄膜晶体管直流栅应力可靠性研究

作者：孙志鹏苏州大学

学位级别：硕士

新型柔性器件由于工艺差异和特殊应用场景,其可靠性研究对于加速柔性显示产品量产有重要意义;而剥离技术作为关键工艺,则对柔性TFT器件可靠性有着重要影响。使用类似工艺的柔性显示研发人员,需特别关注器件剥离后的可靠性。本文着眼于... 详细信息

新型柔性器件由于工艺差异和特殊应用场景,其可靠性研究对于加速柔性显示产品量产有重要意义;而剥离技术作为关键工艺,则对柔性TFT器件可靠性有着重要影响。使用类似工艺的柔性显示研发人员,需特别关注器件剥离后的可靠性。本文着眼于柔性工艺薄膜晶体管(TFT)器件,对其在直流栅应力下的可靠性进行较为详尽的对比实验,探讨关键工艺激光剥离,对器件基本特性和可靠性的影响。首先,本文以柔性低温多晶硅(LTPS)TFT为例,分析其基本特性和其极限弯曲能力,发现沿沟道方向的张应力使其阈值电压和迁移率均降低,而垂直沟道方向的张应力影响较小。这一结论或有助于开发弯曲能力更强的柔性显示器。本文总结器件失效常见位置,并发现静态弯曲会增大器件栅极漏电流。本文还分析了剥离前后柔性工艺LTPS TFT的转移特性差异,提出解释,作为剥离工艺和可靠性研究的基础。之后,本文研究柔性器件在直流栅应力下的可靠性。先以LTPS TFT为例,重点分析剥离后柔性工艺器件的退化特性。在正栅应力下,剥离后器件展现出两阶段退化和更小的驼峰现象。本文对此提出解释,激光剥离工艺影响器件栅介质,形成缺陷态俘获电子,导致剥离后器件总是更早进入由Poole-Frenkel发射主导的第二阶段退化并且抵消驼峰效应。在负栅应力下,剥离后器件表现出更小的阈值电压变化量和亚阈值区域转移曲线异常正方向漂移。这也是由于剥离工艺使栅氧内部形成缺陷,更倾向于俘获负电荷,从而与传统负栅应力退化机制作用相互抵消。对剥离前后器件激活能的提取,验证了二者退化机制的确存在差异。此外,本文还研究了柔性非晶铟镓锌氧TFT器件的可靠性。在正栅应力下,剥离后器件退化幅度明显变小。在负栅应力下,剥离前后退化曲线必须分别用拉伸指数模型和幂函数模型拟合,且剥离后器件的退化幅度明显增大。

关键词：直流栅压偏置应力柔性工艺薄膜晶体管低温多晶硅薄膜晶体管非晶铟镓锌氧薄膜晶体管可靠性激光剥离工艺

LTPS TFT电流模型在AMOLED像素电路中的应用

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LTPS TFT电流模型在AMOLED像素电路中的应用

作者：周洁云苏州大学

学位级别：硕士

本文综合地研究LTPS TFT的电流模型,在前人的基础上对部分模型进行优化,如对亚阈值电流输出特性的关注。通过实验观测,我们发现在亚阈值区中也存在一个饱和电压,该电压点主要受载流子的速度饱和效应影响。本文还将所有区域的电流模型整... 详细信息

本文综合地研究LTPS TFT的电流模型,在前人的基础上对部分模型进行优化,如对亚阈值电流输出特性的关注。通过实验观测,我们发现在亚阈值区中也存在一个饱和电压,该电压点主要受载流子的速度饱和效应影响。本文还将所有区域的电流模型整合起来,以便于模型的实际应用。将开态电流模型应用于分析最基础的AMOLED像素驱动电路——2T1C像素电路中。我们可以明确的计算出像素电路的充电时间、驱动电流,估算器件的退化效应和由寄生电容引起的电荷注入效应、时钟馈通效应对驱动电流的影响。开态电流模型的参数物理意义明确,且数目较少。该模型可用于电路设计的初步预估,即在已知的驱动模式下,通过该方法我们就可以判断LTPS TFT器件是否能够满足驱动的需求。我们将LTPS TFT的电流模型应用于仿真软件中,自动化地分析和设计电路。首先,我们用Verilog-A语言正确的描述出LTPS TFT的电流和电压行为,再使用与Verilog-A兼容的Hspice仿真器,分析像素电路特性。我们选用较为典型的电压驱动型像素电路和电流驱动型电路各一组来进行示范。直流分析,选定恰当的电路工作点;瞬态仿真,观察电路中各个节点的动态响应,模拟像素电路的实际工作情况。经过优化提高的器件电流模型完全可以应用于实际生产。

关键词：低温多晶硅薄膜晶体管电流模型 AMOLED Hspice仿真

基于提升LTPS-AMOLED驱动电路性能的研究

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基于提升LTPS-AMOLED驱动电路性能的研究

作者：陈武刚电子科技大学

学位级别：硕士

有机发光二极管显示技术(OLED)是新兴的显示技术,该技术与传统的液晶显示技术相比,具有主动发光、结构简单、便于轻薄化、柔性化、透明化等优越的显示性能。因此OLED可广泛应用于车载、平板、工控医疗、穿戴等领域,并被喻为是继液晶显... 详细信息

有机发光二极管显示技术(OLED)是新兴的显示技术,该技术与传统的液晶显示技术相比,具有主动发光、结构简单、便于轻薄化、柔性化、透明化等优越的显示性能。因此OLED可广泛应用于车载、平板、工控医疗、穿戴等领域,并被喻为是继液晶显示技术之后的未来主流显示技术。本文结合OLED的发展概况,对其组成结构进行了剖析,并详细分析了有机发光二级管的工作原理及制造方法。OLED寻址技术有两种,分别是无源矩阵有机发光寻址(PMOLED)和有源矩阵有机发光寻址(AMOLED),本文讨论了PMOLED的工作机理及其存在电源线阻影响、导致电路响应慢、电流强且功耗大等缺点,在高分辨率的产品中,PMOLED线阻影响明显,容易产生显示不均;同时分析了AMOLED驱动技术的其工作原理及应用,并通过比较分析这两种寻址技术,总结出AMOLED驱动技术具有功耗更低、适用于高分辨率、独立控制单个像素等优点。在传统的2T1C AMOLED电路中,驱动TFT(薄膜晶体管)阈值电压存在漂移现象,该现象引起OLED电流不稳定,从而产生显示不均现象。主流的TFT有与液晶显示生产线兼容的a-Si(非晶硅)TFT、高迁移率的低温多晶(LTPS)TFT以及(Oxide)氧化物TFT。本文将详细仿真分析了a-Si TFT及LTPS(p-Si)TFT的电学特性及阈值电压漂移现象,并讨论分析阈值电压补偿方法。本文将AMOLED驱动补偿电路大致分为三类:电压编程补偿、电流编程补偿、外围电路补偿,并对比分析了三种补偿电路的特点与应用概况。本文在silvaco仿真软件中模拟了2T1C电路中a-Si TFT和p-Si TFT阈值电压漂移3V而引起的电流变化,同时仿真分析了电容及TFT W/L比值对电路中OLED电流的影响,总结出实践中选择电容及TFT W/L比值的规律及方法。本文设计了新型5T1C(PMOS p-Si TFT)驱动补偿电路,分析其初始化阶段、数据读取阶段、发光阶段的工作原理,并理论证明其拥有TFT阈值电压漂移补偿功能。在Silvaco仿真软件中,仿真分析阈值电压漂移3V的情况下,5T1C电路中OLED电流变化情况。在TFT阈值漂移3V情况下5T1C与2T1C(a-Si TFT)对比分析发现5T1C电路电流稳定性更好,在相同电容及TFT宽长比值条件下,仿真对比分析5T1C电路与2T1C电路电流稳定性,仿真结果表明5T1C稳定性更好。

关键词：低温多晶硅薄膜晶体管有机发光二级管有源矩阵像素电路