7薄膜晶体管器件结构

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1、大学本科必修课：《薄膜晶体管原理及应用》第7讲薄膜晶体管器件结构任课教师：董承远上海交通大学电子工程系2015‐4‐20Structureofa‐SiTFTs&p‐SiTFTs•半导体材料•绝缘材料组合TFT器件•电极材料器件特性和制造工艺等•玻璃基板2Review:ClassificationofSolids3‐绝缘（电介质）材料4复习：电介质电介质的电结构电中性的分子中，带负电的电子(或负离子)与带正电的原子核(或正离子)束缚得很紧，不能自由运动－束缚电荷或极化电荷。电偶极子模型：每一个分子中的正

2、电荷集中于一点，称为正电荷重心；负电荷集中于另一点，称为负电荷重心—两者构成电偶极子5复习：电介质(()cont.)极性电介质—有极分子(()Polarmolecule)分子正负电重心不重合有固有电偶极矩例如HCl、HO、CO2OHO.H..p+H+HHO2固有电偶极矩~10–30C·m6复习：电介质(()cont.)非极性电介质—无极分子(Nonpolarmolecule)分子正负电中心重合无固有电偶极例如H、O、CO、CH2224H+HHCH+HC+H+HHCH47复习：静电场中的电介质+Q+Q

3、电介质E0U0E，U-Q-Q电场被削弱：E0U0E,Urr—相对介电常数r1变压器油：～2242.24r钛酸钡：34r～10—10铁电体8复习：静电场中的电介质(()cont.)电介质情况：++++++++++++--------E0E++++++++-----------------端面出现电荷－“束缚电荷”（boundcharge）或“极化电荷”。束缚电荷的电场E′不能全部抵消E，只能削弱总0场E.9复习：静电场中的电介质(()cont.)电介质的极化(()Polarizat

4、ion)在外电场作用下，电介质表面出现正负电荷层的现象—电极化无极分子位移极化极化机制有极分子取向极化复习：静电场中的电介质(cont.)无极分子的位移极化无外电场：正负电荷重心重合，介质不带电加外电场：pE外ffl产生感生电偶极矩主要是电子（云）移动+++++++++++++++E外+++++极化的效果：端面出现束缚电荷复习：静电场中的电介质(cont.)有极分子的取向极化无外电场：固有电偶极矩热运动，混乱分布，介质不带电。+++++++加外电场：外场取向与热混乱运动++达到平衡。++

5、++++E外++++++++极化的效果：端面出现束缚电荷复习：静电场中的电介质(cont.)电极化强度(Polarizationintensity）如何表征？—表征电介质极化程度电极化强度：电介质中某点附近单位体积内分子电偶极矩的矢量和piPlimVV0V宏观小、微观大的体积元极化状态：各分子电偶极矩矢量和不会完全相互抵消。表征极化程度。单位：C/m2复习：静电场中的电介质(cont.)各向同性、线性电介质的极化规律电极化强度P～总场强E方向相同（各向同性），成正比（线性）P

6、E,10eere电极化率（介质性质，与场无关）E介质中的总场强(外电场＋束缚电荷电场)相对介电常数r只讨论各向同性、线性电介质。复习：电容S平板电容器+QdrDQ-QD＝SDQEQdUE0,UEd0SS0r0rr0rrQSC0rUd电介质减弱了极板间的电场和电势差，电容增加到倍。rLeakageMechanisminDielectric16LeakageMechanisminDielectric(cont(cont).)Ionic

7、ConductionIonicConduction17LeakageMechanisminDielectric(cont(cont).)SpaceChargeLimitedConduction(SCLC)18LeakageMechanisminDielectric(cont.)TurnelingandInternalFieldEmission19LeakageMechanisminDielectric(cont.)SchottkyEmissionandPoole-FrenkelEmission20Le

8、akageMechanisminDielectric(cont.)OhmicConduction21RequirementsforInsulatorsinTFTs•Excellentisolationproperty•Optimizeddielectricconstant•Excellentinterfacepropertywithactivelayer•Gooddepositionuniformity•Highdepositionrate•GoodEt