a-Si∶H TFT亚阈值区SPICE模型的研究

研究了将非晶硅薄膜晶体管(a-Si∶HTFT)在电路模拟程序(SPICE)中使用的亚阈值区模型,将亚阈值区分为亚阈值前区和亚阈值后区并建立了模型,对比了不同模型下的模拟结果,发现亚阈值区的TFT特性依赖于材料性质,而且亚阈值前区和亚阈值后区的特性受栅源电压VGS和漏源电压VDS的影响,呈指数变化。提出的新模型考虑了前界面态、后界面态、局域态、材料及制作工艺等因素,体现了该区域电流对漏源电压VDS强烈的依赖关系。使用新模型对实验数据的拟合结果优于以往的模型,能够比较精确地模拟亚阈值区的特性,可用来预测a-Si∶HTFT的性能,对TFT阵列的模拟设计具有重要价值。

α-Si TFT的C-V特性研究

通过对 a-Si TFT 的基本工作特性的分析,提出了一种直观的 a-SiTFT 器件模型。基于此模型,采用一种新的方法对 a-Si TFT 的 C-V 特性进行了全面分析。模拟结果与实际测得 a-Si TFT 的 C-V 特性曲线变化趋势一致。

基于SOI材料α-Si:H TFTs的制作和特性研究(英文)

采用RF-PECVD系统在SOI材料上制作α-Si:H TFT,纳米非晶硅薄膜厚度为98nm,沟道长宽比为10μm/40μm。用扫描电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等检测方法对不同退火温度下的氢化非晶硅薄膜形貌进行了表征。采用CMOS工艺、各向异性腐蚀溶液EPW、射频溅射技术和等离子体刻蚀等工艺实现α-Si:H TFT的制作。在给出一般α-Si:H TFT特性分析和实验结果的基础上,又采用建模方式对α-Si:H TFT出现的负阻特性进行研究。提取纳米氢化非晶硅薄膜与栅氧化层界面处能带图的结果表明,在靠近漏端0.5μm范围内,漏压由6V增加到30V时,随漏压的增加,价带能量逐渐下降。研究结果表明,距离漏端0.5μm范围内的压降导致负阻特性产生。

Poly-Si TFT理论模型的研究

建立了一个ｐｏｌｙ－ＳｉＴＦＴ的物理模型，并在此基础上分析了ｐｏｌｙ－Ｓｉ材料特性对ｐｏｌｙ－ＳｉＴＦＴ器件特性的影响。该模型考虑了晶粒和晶粒间界的不同特性，对泊松方程做了两维模型一维处理，用热电子发射模型重新定义了有效迁移率，推导出了ｐｏｌｙ－ＳｉＴＦＴ电流电压关系的解析式。

P-SiTFTs带间隧穿电流的建模研究

介绍了多晶硅薄膜晶体管(P-SiTFTs)中的带间隧穿(BBT)效应的产生机理,分析了BBT对P-SiTFT电流特性的影响,总结了关于P-SiTFT带间隧穿效应的研究现状,并提出建立更为完善的BBT电流模型的建模思路。

基于Chan-Vese模型的TFT-LCD Mura缺陷快速分割算法

针对传统的Chan-Vese模型(C-V模型)分割背景不均匀的TFT-LCD Mura缺陷速度慢的问题,将水平集函数与符号距离函数的偏差作为能量项引入C-V模型,去掉了符号距离函数重初始化步骤;为了平衡图像的整体亮度不均匀,在传统的C-V模型中引入轮廓曲线内、外部区域之间的亮度差项,提高了分割准确性。在数值实现上,采用无条件稳定的半隐差分格式,适当加大步长,加速曲线演化过程,相比于有限差分格式和AOS格式,分割速度明显提高。实验结果表明,本文提出的算法能够准确地分割背景不均匀的Mura缺陷图像,并且分割速度快。

TFT-LCD驱动控制电路芯片研究

研制成功一款彩屏手机用262144色132RGB×176-dot分辨率TFT-LCD单片集成驱动控制电路芯片,提出了基于低/中/高混合电压工艺、数模混合信号VLSI显示驱动芯片的设计及其验证方法,开发了SRAM访问时序冲突解决电路、二级输出驱动电路和动态负载补偿输出缓冲电路等新型电路结构,有效减小了电路的功耗和面积,抑制了回馈电压的影响,提高了液晶显示画面质量。采用0.25μm混合电压CMOS工艺实现的工程样片一次性流片成功,整个芯片的静态功耗约为5mW,输出灰度电压的安定时间小于30μs,芯片性能指标均达到设计要求。

多晶硅TFT模型的研究进展

全面介绍了多晶硅薄膜晶体管(TFT)紧凑模型的现状和应用前景,简单说明了多晶硅TFT特有的电学特性,这是多晶硅TFT建模的基础,重点介绍了基于阈值电压和基于表面势的多晶硅TFT紧凑模型的研究进展,并对这些模型进行了评述,其中RPI模型是基于阈值电压的TFT模型的典范。虽然TFT模型已经有所发展,但成熟度还远远不够。最后提出了改进多晶硅TFT模型的方向和策略,包括二维器件模拟的应用、基于表面势模型的发展、多晶硅材料特性的应用、统一模型的发展、短沟效应的建模和参数提取等。

Concise Modeling of Amorphous Dual-Gate In-Ga-Zn-O Thin-Film Transistors for Integrated Circuit Designs

An analytical model for current-voltage behavior of amorphous In-Ga-Zn-O thin-film transistors（a-IGZO TFTs）with dual-gate structures is developed.The unified expressions for synchronous and asynchronous operating modes are derived on the basis of channel charges,which are controlled by gate voltage.It is proven that the threshold voltage of asynchronous dual-gate IGZO TFTs is adjusted in proportion to the ratio of top insulating capacitance to the bottom insulating capacitance（C_（TI）/C_（BI））.Incorporating the proposed model with Verilog-A,a touch-sensing circuit using dual-gate structure is investigated by SPICE simulations.Comparison shows that the touch sensitivity is increased by the dual-gate IGZO TFT structure.

基于MATLAB的TFT模型参数提取

文章在理解非晶硅TFT(Thin Film Transistor)器件工作原理的基础上,使用MATLAB建立GUI平台,与实际测量数据对比,进行TFT模型参数的提取,提取后的参数可以用于SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)模拟。

液晶显示技术发展轨迹

介绍了TFT LCD技术发展的评估结果、集成技术、材料及液晶显示新模式等。评估结果表明TFT LCD发展速度为4.1～5.1倍/3年,其发展速度是以基板玻璃尺寸、屏尺寸及分辨率等发展速度相乘而得的,略快于微电子的发展速度(4倍/3年)。

医疗废物中输液管(含PVC)与纱布(含纤维素)的混合热解动力学模型

为研究聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)类与生物质类医疗废物的混合热解特性,利用差热热重分析仪,在氮气气氛下,对输液管(tube for transfusion,TFT;含PVC)和纱布(含纤维素)样品进行了混合热解实验,并以其相互反应机制为依据,单组分热解模型为基础,建立了二者混合热解的动力学模型.结果表明:提出的输液管与纱布相互反应热解模型能很好地描述二者的热解行为,相对误差达1.03%;模型计算得到的动力学参数显示输液管脱除HCl的反应和纱布生成水和醛类物质的反应的活化能均明显降低,而其他反应的动力学参数仅出现轻微变化或无变化,验证了二者混合热解的相互催化机理和相互反应机制.

多晶硅薄膜晶体管泄漏电流建模

泄漏电流是多晶硅薄膜晶体管应用的一个主要问题,多晶硅薄膜晶体管泄漏电流的建模对集成多晶硅薄膜晶体管设计和工艺改进具有重要意义。本文以陷阱辅助热电子场致发射理论为基础,通过对物理模型的近似处理,提出了一个在大的栅压范围和温度范围内与实验数据吻合较好的多晶硅薄膜晶体管泄漏电流解析模型。模型适合于电路仿真器。

多晶硅薄膜晶体管泄漏电流建模研究与进展

泄漏电流是多晶硅薄膜晶体管应用的一个主要问题。多晶硅薄膜晶体管泄漏电流的建模对集成多晶硅薄膜晶体管设计和工艺改进具有重要意义。总结了多晶硅薄膜晶体管泄漏电流建模思想,并对三种基于不同物理机制的典型模型进行了评述,分析讨论了其优缺点;最后,对当前建模工作进行了总结与展望。

多晶硅薄膜晶体管RPI模型的直流参数提取

多晶硅薄膜晶体管(TFT)在有源液晶显示器中的应用充分显示了它的性能优点。对多晶硅TFT进行模型分析和参数提取是理解多晶硅TFT工作原理和指导制备的有效途径。归纳并讨论了多晶硅薄膜晶体管RPI模型直流参数的提取策略。此参数提取步骤简单,并能准确地提取所有工作区的基本直流参数,如阈值电压、漏源区串联寄生电阻、有效沟道长度、迁移率等。参数提取的方法将为RPI模型的电路仿真提供有益的参考。最后,提出了改进RPI模型参数提取策略的方向,包括提高泄漏电流参数、迁移率参数的准确度等。

基于Hspice模型的非晶硅薄膜晶体管特征参数提取

非晶硅薄膜晶体管(TFT)作为各种主流显示设备的像素点驱动器件,应用在计算机、视频终端和通信等多个领域。对薄膜晶体管的特征参数提取是显示驱动电路设计的前提。归纳并讨论了非晶硅薄膜晶体管模型选择,综合了归一化方法和Hspice level=61 RPI模型,分离参数后线性提取了如阈值电压、场效应迁移特征电压、迁移率幂律参数、源漏电阻及饱和电压调制等特征参数。利用溶胶凝胶法制备了氢化铟锌氧化物(HIZO)作为有源层的薄膜晶体管,将实际测量曲线与仿真曲线进行研究比较,误差分析表明该方法能很好地拟合薄膜晶体管电学性能。

多晶硅薄膜晶体管Kink效应研究与建模

多晶硅薄膜晶体管(P-Si TFTs)技术在SOP(system on panel)显示应用中发挥着越来越重要的作用。随着尺寸的不断缩小,P-Si TFT的Kink效应越来越明显,对有源液晶显示矩阵和驱动电路的性能影响很大。对发生Kink效应的物理机制、二维数值仿真及其一维解析模型进行了分析,讨论了晶粒边界、沟道长度与Kink效应的关系,提出建立适合电路仿真的一维解析模型的关键与展望。

异步对称双栅InGaZnO薄膜晶体管表面电势的解析模型

针对异步对称双栅结构的氧化铟镓锌(InGaZnO)薄膜晶体管(thin film transistors,TFTs),求解泊松方程,并根据载流子在亚阈区、导通区的不同分布特点,在亚阈区引入等效平带电压的概念,在导通区运用Lambert W函数近似,建立异步对称双栅InGaZnO TFT表面电势解析模型。该模型的拟合参数只有2个,能够较好地反映介电层厚度、沟道电压等参数对电势的影响。基于所建模型及TCAD分析,研究InGaZnO层厚度、栅介质层厚度以及缺陷态密度等物理量对独立栅控双栅晶体管表面电势的影响。研究结果表明:在亚阈区,表面电势随着底栅电压增大呈近似线性增大,且在顶栅电压调制作用下平移;在导通区,表面电势随着底栅电压的增加逐步饱和,且电势值与顶栅调制电压作用相关度小。表面电势的解析模型与TCAD数值计算结果对比,具有较高的吻合度;在不同缺陷态密度分布情况下,电势模型的计算值与TCAD分析值相对误差均小于10%。本研究成果有利于了解双栅InGaZnO TFT的导通机制,可用于InGaZnO TFT的器件建模及相关集成电路设计。

具有漏端Offset的非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管的特性及开态电流模型

本文研究了具有不同漏端Offset长度(LDO)的非晶铟镓锌氧化物(Amorphous Indium-Gallium-Zinc-Oxide,a-IGZO)薄膜晶体管(Thin-Film Transistors,TFT)的电学特性,发现器件的阈值电压(Vth)、亚阈值摆幅(SS)、关态电流(Ioff)与LDO无明显依赖关系。通过分析漏端Offset区域的电流与电压关系,发现其遵循欧姆定律,由此提取出漏端Offset区域电阻(RDO)。研究发现RDO与LDO成幂函数关系且幂次随栅源电压(VGS)的增加而增加,由此我们提出RDO的经验模型,同时利用此模型得到漏端Offset a-IGZO TFT的开态电流模型并通过与电流-电压曲线拟合得以验证。

用于柔性显示的有机薄膜晶体管像素驱动电路

文中建立一种基于有机半导体TFT器件的模型,并将其应用于基于有机TFT的AMOLED显示背板驱动电路设计,以实现阈值电压补偿功能。首先制备低压有机TFT器件,并利用PSPICE工具对有机TFT器件进行建模;然后详细分析选取模型参数,建立能够准确反映器件电学特性的模型;最后基于模型指导,设计采用有机TFT的7T1C结构的AMOLED像素驱动电路。此外,分析有机TFT器件具有的温度依赖迁移率特性对屏幕亮度均匀性产生的影响。仿真结果表明:AMOLED像素驱动电路可有效实现对TFT器件阈值电压的补偿;且屏幕亮度不一致率低于5%,远低于传统的2T1C像素驱动电路,可大幅降低屏幕亮度的不均匀性。文中建立的有机TFT模型也可为其他基于有机器件的电路设计提供指导。