金属氧化物tft在数字集成电路中的应用研究

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1、专业学位硕士学位论文金属氧化物TFT在数字集成电路中的应用研究作者姓名李冠明学位类别工程硕士校内指导教师彭俊彪教授校外指导教师刘伟俭高工所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2016年3月TheStudyoftheApplicationofMetalOxideTFTsinDigitalIntegratedCircuitsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiGuanmingSupervisor：Prof.PengJunbiaoSeniorEngineerLiu

2、WeijianSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN4学校代号：10561学号：201321015739华南理工大学硕士学位论文（金属氧化物TFT在数字集成电路中的应用研究）作者姓名：李冠明指导教师姓名、职称：彭俊彪教授刘伟俭高工申请学位级别：工程硕士学科专业名称：材料工程论文形式：□产品研发□工程设计√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：光电材料与器件论文提交日期：2016年03月20日论文答辩日期：2016年03月15日学位授予单位：华南理工大学学位

3、授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：傅轶委员：彭俊彪苏仕健文尚胜华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡。献的个人和集体，均已在文中明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名日期；年气＾月／ｒ日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ；研究生在校攻读学

4、位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位＾）？公布学论文被查阅（除在保密期内的保密论文外；学校可１＾位论文的全、汇编学位部或部分内容，可允许采用影印、缩印或其它复制手段保存一致论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。口不保密同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议，的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识

5、资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）：作者签名；寺廢與曰期；指导教师签名；參日期［多摘要薄膜晶体管（ThinFilmTransistor,TFT）在平板显示领域和传感器件领域应用非常广泛。新兴的金属氧化物（MetalOxide,MO）TFT具有迁移率高，工艺简单，透明性好，低亚阈值摆幅及高开关比等优点，应用前景非常明朗，特别是在数字集成电路领域。本文首先对MOTFT器件性能进行研究，提取电学参数并拟合性能很好的软件模型，接着利用多个非门电路进行仿真及实验，验证模型的适用

6、性。实验数据与仿真结果相符，软件模型适用于数字集成电路的设计。另外，新型改进设计的非门电路与传统电路相比，内部电流最小，输出摆幅最大，充电速度最快。在平板显示行业，利用TFT集成行扫描驱动电路，可以获得低成本、窄边框、信号均匀及可靠性高等优势。本文针对MOTFT，提出了三种驱动类型的行驱动集成电路：时钟控制反相器型、优化设计高速型及直流驱动输出模块型。通过理论计算、软件仿真及实物波形测试等分析方法，得到结果是：1）时钟控制反相器型电路拓扑简单，通过新型反相器和低频时钟设计降低功耗，占用面积少，对于外围驱动设计要求不高，实测10级

7、电路功耗仅为380μW。此外，该电路成功应用于200（RGB）×600显示规格的AMOLED显示屏中。2）优化设计高速型电路运用了多重反馈设计使电路内部稳定，通过优化各个器件参数从而达到高速反应效果。通过时钟设计避免竞争冒险现象，整合充电和放电功能并充分利用多次耦合后的高压驱动，从而达到高速驱动效果，功耗较低，窄边框，实验测得20级电路顺利工作，48小时压力工作输出波形稳定，非常适用于高速驱动要求的显示规格中，例如帧频为120Hz的4k（4096×2160）显示规格。3）直流驱动输出模块型电路通过利用直流电源与大尺寸的驱动TFT

8、连接，有效减少电路中大的寄生电容耦合效应产生的功耗，一级电路功耗仅为8.71μW，应用于可持移动设备中，能有效延长产品的待机使用时间。最后，利用TFT集成数字电路并应用在射频识别（RFID）标签中是当今科研的热点。本文在玻璃基板上实现MOTFT集成RFID的各个