(2)多晶硅薄膜的电子特性 掺杂浓度比较低时，电阻率比单晶硅高4-6个数量级，载流子浓度比掺杂浓度低4-5个 数量级，电阻率随摻杂浓度的改变不明显；当摻杂浓度比较高时，电阻率趋于并略高 于同一掺杂水平的单晶硅电阻率，载流子浓度接近掺杂浓度；在中间掺杂水平，迅速 变化。 ，薄膜中多子迁移率在中等掺杂范围内，有一个极小值，在高掺杂端有一个极大值。 (a)106 (b)1000 未擦杂 +计算值 105 +实验数据 一理论值 一理论值 104 单晶硅 103 100 102 Lcal -1220A- Lcal-230A 101 100 10 10-1 单品硅 10-2 10-3 1015 1016 10171018 10191020 10151016 1017101810191020 掺杂浓度(cm3) 排杂浓度(cm)
（2）多晶硅薄膜的电子特性 • 掺杂浓度比较低时，电阻率比单晶硅高4-6个数量级，载流子浓度比掺杂浓度低4-5个 数量级，电阻率随掺杂浓度的改变不明显；当掺杂浓度比较高时，电阻率趋于并略高 于同一掺杂水平的单晶硅电阻率，载流子浓度接近掺杂浓度；在中间掺杂水平，迅速 变化。 • 薄膜中多子迁移率在中等掺杂范围内，有一个极小值，在高掺杂端有一个极大值。 掺杂浓度（cm-3） 电阻率（Ω-cm） 单晶硅 ° + - 理论值 计算值 未掺杂 掺杂浓度（cm-3） 空穴迁移率（cm2/V·s） + 实验数据 — 理论值 -- 单晶硅
4.1.4多晶硅薄膜中的态密度分布 150 品粒中的D0S 102 2如m宽晶界中的D0S 356 10 25 出门 20 10 108 50 10n 34 60 9 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 T沟道与晶体生长方向的夹角(。) E-E (ev) 区分出晶粒中的陷阱态和 两种类型的陷阱态分布都是连续的，在带边 晶界中的陷阱态分布 均呈类指数分布，在晶界区域总的陷阱态比 在晶粒内的陷阱态密度高得多 双指数函数来表示 +n exp g和g为尾态和深隙态的带边密度， E和ED为相应态的特征能量宽度
4.1.4 多晶硅薄膜中的态密度分布 晶粒中的DOS 2nm宽晶界中的DOS TFT沟道与晶体生长方向的夹角（°） 载流子迁移率（cm2/V·s） 两种类型的陷阱态分布都是连续的，在带边 均呈类指数分布，在晶界区域总的陷阱态比 在晶粒内的陷阱态密度高得多 gT和gD为尾态和深隙态的带边密度， ET和ED为相应态的特征能量宽度 双指数函数来表示 区分出晶粒中的陷阱态和 晶界中的陷阱态分布
4.2 LTPS TFT的工作原理 4.2.1 LTPS TFT的基本结构 源极 漏极 350mm多晶硅栅 100mm氧化层 100nm多晶硅 父 低温多晶硅多采取顶栅结构 缓冲SiO2 玻璃基板 ● 栅极与源漏极间的重叠 ● 界面特性 3500A多晶硅栅 非晶硅的晶化 玻璃基板 源极 漏极 1000A栅绝缘层 1000A多晶硅薄膜
4.2.1 LTPS TFT 的基本结构 • 低温多晶硅多采取顶栅结构 • 栅极与源漏极间的重叠 • 界面特性 • 非晶硅的晶化 1000Å多晶硅薄膜 1000Å栅绝缘层 玻璃基板 3500Å多晶硅栅 漏极 源极 4.2 LTPS TFT的工作原理
p型和n型顶栅LTPS TFT器件典型的转移特性曲线 104 p型 n型 10-6 n型a-Si:HTFT 108 1010 1012 W/L=100 um/10 um 1014 -20 -10 0 10 20 VGs(V) 与典型的a-Si:HTFT相比，LTPS TFT的导通电流比a-Si:HTFT高出许多。在截 止状态，TPS TFT的泄漏电流较大，而a-Si:HTFT的泄漏电流较低
与典型的α-Si:H TFT相比， LTPS TFT的导通电流比α-Si:H TFT高出许多。在截 止状态，LTPS TFT的泄漏电流较大，而α-Si:H TFT的泄漏电流较低 p型和n型顶栅LTPS TFT器件典型的转移特性曲线
4.2.2 LTPS TFT的关态电流 没有氢化 (a) L(μrm) (a) Ves(V) 04 2 10-9 -14 W=50um 106 Vps=5V 10-10 0 3 100 10-11 斜率为1 102 10-12 不同氢化程度的LTPS b 10 )109 都分氢化 TFT的转移特性和输 10 Y-8 10-10 出特性 Ves(V) 10-11 -7 100 102 1012 0.1 1.0 10.0 (c (c)109 Vos(V) -15 106 10-10 6 11 10-11 完全氢化 100 10-12 10 10-18 -20-10 010 20 5 0 Ves(V) Vps(V)
不同氢化程度的LTPS TFT的转移特性和输 出特性 4.2.2 LTPS TFT的关态电流 没有氢化 部分氢化 完全氢化