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第1章 薄膜晶体管的发展历程1

1.1 引言1

1.2 20世纪30年代1

1.3 20世纪40年代3

1.4 20世纪50年代4

1.5 20世纪60年代5

1.6 20世纪70年代10

1.7 20世纪80年代14

1.8 20世纪90年代22

1.9 总结25

参考文献26

第2章 氢化非晶硅薄膜晶体管的制备与性能30

2.1 氢化非晶硅薄膜晶体管简介30

2.2 氢化非晶硅薄膜晶体管的基本特性31

2.2.1 线性区31

2.2.2 饱和区33

2.3 氢化非晶硅薄膜晶体管的结构划分38

2.3.1 反交叠型氢化非晶硅薄膜晶体管的结构38

2.3.2 交叠型氢化非晶硅薄膜晶体管的结构42

2.3.3 短沟道氢化非晶硅薄膜晶体管的结构43

2.3.4 共面型氢化非晶硅薄膜晶体管的结构43

2.3.5 高电压氢化非晶硅薄膜晶体管的结构45

2.4 用于高性能a-Si:H TFT中的PECVD材料制备46

2.4.1 用PECVD沉积a-Si:H薄膜46

2.4.2 用PECVD沉积SiNx薄膜48

2.4.3 用PECVD沉积n+a-Si:H薄膜49

2.4.4 界面特性的改善50

2.5 塑料衬底上的氢化非晶硅薄膜晶体管52

2.5.1 低温沉积52

2.5.2 塑料衬底上的气体阻挡层54

2.5.3 应力影响55

参考文献57

第3章 氢化非晶硅薄膜晶体管62

3.1 前言62

3.2 氢化非晶硅薄膜晶体管的数值模拟63

3.2.1 模拟氢化非晶硅薄膜晶体管的模型64

3.2.2 氢化非晶硅薄膜晶体管的温度影响70

3.2.3 光照下的氢化非晶硅薄膜晶体管的特性71

3.3 氢化非晶硅薄膜晶体管的特性74

3.3.1 薄膜晶体管特性的标准化74

3.3.2 氢化非晶硅薄膜晶体管电学参数的提取74

3.3.3 氢化非晶硅薄膜晶体管的源漏串联电阻77

3.3.4 栅极化的四探针氢化非晶硅薄膜晶体管83

3.3.5 氢化非晶硅薄膜厚度的影响87

3.3.6 光照下氢化非晶硅薄膜晶体管的特性91

3.4 先进的氢化非晶硅薄膜晶体管结构94

3.4.1 高性能的背沟道刻蚀型氢化非晶硅薄膜晶体管94

3.4.2 栅平面化的氢化非晶硅薄膜晶体管96

3.4.3 总线掩埋的氢化非晶硅薄膜晶体管100

3.4.4 全自对准氢化非晶硅薄膜晶体管103

3.4.5 顶栅氢化非晶硅薄膜晶体管105

3.5 氢化非晶硅薄膜晶体管电学性能的不稳定性108

3.6 结论117

参考文献117

第4章 多晶硅薄膜晶体管123

4.1 引言123

4.2 AMLCD和LTPS TFT LCD概述124

4.2.1 集成周边驱动电路的LTPS TFT的要求126

4.2.2 有源矩阵寻址的薄膜晶体管的要求130

4.3 硅薄膜沉积方法132

4.4 非晶硅晶化140

4.4.1 固相晶化140

4.4.2 准分子激光晶化（Excimer Laser Crystallization,ELC）150

4.4.3 晶化技术的发展趋势159

4.5 栅绝缘层形成161

4.6 掺杂与激活166

4.7 典型的多晶硅薄膜晶体管的制造工艺流程175

参考文献179

第5章 薄膜晶体管在有源矩阵液晶显示中的应用186

5.1 有源矩阵的设计与制造186

5.1.1 AMLCD中TFT和阵列要求190

5.1.2 存储电容结构223

5.1.3 电过应力（EOS）与静电放电（ESD）保护226

5.1.4 阵列测试231

5.1.5 TFT阵列中的缺陷与修复239

5.2 显示系统问题243

5.2.1 TFT有源矩阵驱动方案243

5.2.2 显示驱动芯片258

5.2.3 集成驱动器和功能260

5.2.4 系统电子的要求260

5.3 先进的高分辨率、高性能和大面积的AMLCD261

参考文献268

第6章 基于有机材料的薄膜晶体管274

6.1 背景介绍274

6.2 基本原理和工作模式276

6.3 有机半导体的范围和局限281

6.4 器件材料和结果282

6.4.1 电化学聚合的聚噻酚283

6.4.2 真空沉积的低聚噻酚并五苯及其他小分子283

6.4.3 六噻酚和并五苯的单晶290

6.4.4 溶液加工的聚烷基噻酚290

6.4.5 基于印刷技术的全有机器件292

6.4.6 n型半导体293

6.4.7 绝缘层对载流子迁移率的影响294

6.5 结论294

参考文献295

第7章 基于小分子的真空沉积有机薄膜场效应晶体管300

7.1 背景介绍300

7.2 利用有机分子真空升华制备OTFT的方法303

7.3 小分子有机半导体电荷传输机制304

7.4 有机晶体管的操作和模拟306

7.5 有机晶体管的性能310

7.5.1 p型OTFT的性能310

7.5.2 形态学与电学性质的关系313

7.5.3 迁移率对栅电压的依赖315

7.5.4 器件构型对并五苯晶体管性能的影响319

7.5.5 n型OTFT性能的进展321

7.6 结论及展望328

参考文献329

第8章 有机晶体管：材料、图案化技术及其应用337

8.1 简介337

8.2 有机半导体339

8.2.1 线性稠环341

8.2.2 二维稠环化合物343

8.2.3 聚合半导体345

8.3 夹层电介质347

8.4 图案化技术349

8.4.1 丝网印刷349

8.4.2 微胶束模型352

8.4.3 微接触印刷354

8.4.4 近场光刻356

8.5 塑料薄膜晶体管在柔性显示和逻辑电路中的应用358

8.5.1 电子纸张显示器358

8.5.2 逻辑电路365

8.6 结论372

致谢372

参考文献373

第9章 基于溶解加工和直接印刷技术构建的聚合物晶体管电路379

9.1 背景介绍379

9.2 历史的观点379

9.3 器件物理学382

9.4 经过聚合物自组织增加迁移率390

9.5 聚合物晶体管电路的直接喷墨印刷398

9.6 应用405

9.6.1 有源矩阵显示器406

9.6.2 识别标签409

9.6.3 全聚合物光电子集成电路409

9.7 结论412

参考文献413

第10章 基于有机-无机杂化材料的薄膜晶体管419

10.1 背景介绍419

10.2 钙钛矿结构的杂化物422

10.3 薄膜沉积和图案化427

10.3.1 溶液加工427

10.3.2 插入反应428

10.3.3 热蒸发431

10.3.4 图案化434

10.4 薄膜晶体管436

10.5 结论445

参考文献446