LTPSTFT器件工作原理介绍彭濤1.ppt

P017000 附件1 MOSFET基本结构 MOSFET全称Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor。MOS表示器件的基本结构，FET表示器件的工作原理。 MOSFET基本结构 TFT器件工作原理 MOS工作状况-NMOS Id-Vd and Id-Vg curve TFT Id-Vd Curve(1) TFT Id-Vd Curve(2) TFT Id-Vd Curve(3) Id-Vg curve 器件参数介绍-Vt(阈值电压) 器件参数介绍-载流子迁移率 器件参数介绍-亚阈值摆幅(SS) 器件参数介绍-漏电流(Ioff) 器件可靠性-热载流子效应(hot carrier effect) 器件可靠性-驼峰效应(hump effect) 器件可靠性-扭曲效应(kink effect) LTPS TFT Layout LTPS器件应用-CMOS LTPS器件应用-TFT开关 谢谢！ 热载流子效应容易导致漏电流增大,产生Kink effect,Vt漂移等不良影响. 目前主要还是通过LDD对其进行抑制. 1)因为Poly-Si边缘因为GI Coverage原因,会导致台阶处绝缘层偏薄. 边缘沟道提前开启,出现Hump effect. 2)PPID:Plasma Process Induced Damage.在Poly-Si Etch时,边缘taper 处受到Plasma damage.引发潜藏性损伤. 原理: 当S/D重掺杂时，耗尽层宽度窄而其中的电场强度高。部分电子会获得足够高的能量然后在与晶格碰撞时产生新的电子-空穴对，并形成正反馈产生更多的电子-空穴对。这些新产生的电子空穴对都是载流子，因此造成饱和电流增加(kink effect)，和可靠性变差(进入GI或破坏界面处的Si-H键)。 虚线为饱和电流, 由于受到kink effect 导致饱和电流持续上升 LTPS器件在产品上分为外围Driver及Pixel area. 外围主要构成单元为CMOS器件,Pixel内主要为Dual Gate TFT. IN OUT M1 M2 VGH VGL OUT IN CMOS器件为LTPS外围驱动电路中最基本的组成单元,由NMOS and PMOS 组合形成互补式结构.此类器件仅出现在外围(因此Pixel区域内没有PMOS) 电路符号 CMOS Layout Dual gate设计 自对准LDD结构 NOMS作为Pixel TFT 降低漏电流 抑制热载流子效应 响应速度更快 LTPS TFT特点 Dual gate CST Xiamen Tianma Microelectronics weiyang_gong@tianma.cn * * *1 * * * * * * * * OLED Group × × × LTPS TFT器件原理及特性介绍 LTPS-DE 2012.07.09 3.LTPS器件可靠性 2.LTPS器件重要参数简介 1.LTPS TFT器件工作原理 4. LTPS器件应用 主要内容 沟道形成 随着栅极正偏电压逐渐增大，硅表面电子逐渐增多最后形成一个 形成导电沟道。这时如果给漏极加电压，就会有电流流过。 沟道从无到有时所需的栅极电压VG定义为阈值电压VT N+ N+ Gate S D 1)当VGS比较小时,首先是驱赶表面的空穴,使表面正电荷耗尽,形成带固定负电荷的耗尽层 2)增加VGS,耗尽层向衬底下部延伸,并有少量的电子被吸引到表面,形成可运动的电子电荷 随着VGS的增加，表面积累的可运动电子数量越来越多 3)在Vd的作用下,表面形成的电子沟道受到横向电场的作用开始向右移动. Id-Vd curve Id-Vg curve LTPS产品TEG Test重要的两个I-V 曲线.可以体现制作的器件性能 假设VGVt,当Vds较小时,它对反型层影响较小,表面沟道类似一个 简单电阻,MOS管呈现电阻特性。反映在Id-Vd曲线上就是线性区。 Id-Vd Curve 线性区 Id-Vd Curve 饱和区 沟道在漏极一端的电位近似于Vd，栅极与沟道内的真正电位差为Vg-Vd。 而在源极一端。因为多数情况下源极电位为零，电位差即为Vg。 所以从源极到漏极沟道厚度逐渐变窄。当Vd逐渐增大， 直到Vd=Vg-VT时，沟道消失。这种现象称为夹断。 Id-Vd Curve 饱和区 在夹断发生后继续增大Vd,夹断区扩展而有效沟道长度变短。增加的电压 几乎全部落在夹断区上,所以Id变化不大,对应的Id-Vd曲线进入饱和区 通过Id-Vg curve