ITOa-Si:H肖特基光电二极管门控多晶硅薄膜晶体管的设计和仿真研究文献综述

 2022-10-29 21:05:18

文献综述(或调研报告):

薄膜晶体管(TFT)通常是指是运用CVD技术在玻璃或其它材料的衬底上逐层淀积刻蚀的方法制成的MOS管,只是导电沟道材料采用的是非晶或多晶半导体薄膜;工作原理也与MOSFET相似,即栅极电压可以改变半导体薄膜的表面势,从而能够控制源-漏电流。

由于其低成本,低温和易于大面积制造等优点,氢化非晶硅(a-Si:H)可用来制作显示或成像器件中起选址作用的像素矩阵,以及制作与选址矩阵同时制作在玻璃衬底的显示驱动电路,已广泛用于平板显示器和X射线成像。非晶硅技术现在已经产业化,工业生产技术已相当成熟,现已成为当今世界液晶显示器的主流产品,但由于a-Si的电子迁移率低(0.3~1cm2/V·s),并且不适用自对准技术,使得其分辨率及响应速度受到限制。

未来显示器要求向大容量、高亮度和高清晰的方向不断发展,象素尺寸越来越小,单元象素的充电时间也越来越短,另外为了解决高密度引线的困难,显示区域与驱动电路实现一体化,这些都是传统a-Si工艺无法实现的。

而多晶硅材料具有载流子迁移率高,易于集成等诸多优点,非常适于制作AM-OLED 的 TFT 像素电路。

无论是光学信号还是X光信号,数字成像技术正经历强有力的发展。目前,大面积成像有两种系统可以应用。第一种由线性成像系统组成,比如复印机、传真机、扫描仪。这些系统使用线性传感器阵列来成像物体。另一种系统由二维系统组成,例如在X射线成像中用作光学成像和影像增强管(IIT)的光学/视频相机。这些系统是由与光学棱镜耦合的CCD或者CMOS成像集成电路片构建的,用来把大面积的信息传递到小区域的敏感区域。

无论是线性还是二维系统,基础的成像单元被称作一个像素,包含了一个图像传感器和一个开关。其中一个基础也是最广泛运用的像素构造。在这里,每一个像素包含着一个场效应管(FET)。在金属氧化物场效应管(MOSFET)技术或者薄膜晶体管(TFT)技术,这些是与一个光学传感器(这里指光电二极管)和 栅极与数据线的矩阵相连。在这个方案,在光电二极管中小数量的光生电荷可以在一段长时间间隔内被聚集起来,产生一个大信号。当一个电压脉冲运用到门极线上时,光电二极管中的电荷就转移到数据线,在那里它们被一个光敏放大器监测到,这种读出模式就称为储存或整合模式。

最近,使用氢化非晶硅(a-Si:H)技术的光学和X射线成像已经获得了巨大的希望。这里,a-Si:H光电二极管用作图像传感器,a-Si:H TFT用作开关。与单晶(CCD或CMOS)技术相比,a-Si:H技术使得能够在低温(250℃)下容易地制造大面积电子器件,这在较高成本或有限可检测面积方面施加了限制。 a-Si:H制造工艺借用了IC技术。另外,由于非晶硅:H在更大的无序状态,可以预期将可在低温下(例如150℃被退火到辐射损伤比其单晶对应,并诱导辐射损伤相当少的敏感)。例如,一个19.5times;24.4平方厘米的a-Si:具有127微米的像素规格H二维(2-D)成像系统最近已经证明,具有更高的质量,速度和分辨率的清晰的潜力。

这项研究的最终目标是实现使用a-Si:H技术的大面积成像系统。由于光敏性低,必须使用存储模式。因此,要求检测器的漏电流尽可能低,以减小背景信号并增加动态范围。通常有三种类型的光学传感器:光电导体,光电二极管和光电TFT。二极管结构的漏电流低于导体和光电TFT结构的漏电流。在二极管结构中,肖特基结构中的漏电流高于pin结构中的漏电流。然而,在许多应用中,10-10A / m的泄漏电流足够低以实现具有30帧每秒(fps)的成像系统。因此,如果肖特基结构的漏电流可以进一步减小,则肖特基结构仍然可以是候选者。在这项工作中,我们采用肖特基光电二极管作为图像传感器结构跟随内部制造基础设施。

由于a-Si:H肖特基光电二极管在反向偏压下工作,漏电流随时间的移动可能是主要关注的问题。在这项工作中,要检查泄漏电流和界面完整性的机理。

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

发小红书推广免费获取该资料资格。点击链接进入获取推广文案即可: Ai一键组稿 | 降AI率 | 降重复率 | 论文一键排版