薄膜晶體管物理、工藝與SPICE建模 薄膜晶體管（TFT）用於平闆顯示麵闆技術教 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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雷東 著

圖書標籤:

• 薄膜晶體管
• TFT
• 平闆顯示
• SPICE建模
• 半導體物理
• 材料科學
• 電子器件
• 工藝技術
• 顯示技術
• 模擬仿真

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121293948

商品編碼：24342650234

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2016-07-01

頁數：10

字數：262400

商品參數

薄膜晶體管物理 工藝與SPICE建模
	定價	39.00
	齣版社	電子工業齣版社
	版次	1
	齣版時間	2016年07月
	開本	16開
	作者	雷東
	裝幀	平裝
	頁數	10
	字數	262400
	ISBN編碼	9787121293948

內容介紹

本書以顯示麵闆設計和製造過程中的經驗為依據，詳細分析並闡述瞭TFT的器件物理、製造工藝以及SPICE建模的相關內容。全書分為6章。第1章闡述瞭TFT用於平闆顯示的技術原理，以及針對TFT進行SPICE建模前所需要掌握的基礎知識。第2章、第3章內容主要是針對a-Si TFT進行的分析和闡述。其中，第2章分析瞭目前産業界常用的a-Si TFT的結構、相關的工藝過程、材料以及器件的物理性質。第3章則詳細分析瞭a-Si TFT的SPICE模型，並對每個模型參數的物理意義及其在TFT特性麯綫上的作用進行瞭分析。第4章、第5章分析瞭LTPS TFT的器件物理、工藝及SPICE模型。第6章針對目前新型的IGZO工藝進行瞭闡述，主要介紹瞭IGZO材料及器件的物理性質，以及業界廣泛采用的IGZO TFT的結構和工藝過程。

目錄

1章  薄膜晶體管（TFT）用於平闆顯示 1

1.1  TFT用於液晶平闆顯示 1

1.1.1  LCD顯示技術原理 1

1.1.2  矩陣顯示 6

1.1.3  AMLCD顯示技術對TFT特性的要求 9

1.2  TFT用於OLED平闆顯示 11

1.2.1  有機發光二極管（OLED） 11

1.2.2  OLED顯示 13

1.2.3  AMOLED顯示對TFT特性的要求 15

1.3  TFT的SPICE建模與仿真 16

1.3.1  SPICE仿真與建模 16

1.3.2  TFT的SPICE建模 18

1.3.3  模型的質量驗證 24

參考文獻 25

第2章  a-Si:H TFT的結構、工藝與器件物理 26

2.1  平闆顯示用a-Si:H TFT的結構與工藝 26

2.1.1  平闆顯示用a-Si TFT的常見結構 26

2.1.2  柵極（Gate）金屬 27

2.1.3  a-SiNx:H薄膜 27

2.1.4  a-Si:H薄膜 30

2.1.5  n a-Si:H薄膜 36

2.1.6  源漏（S/D）極金屬 37

2.1.7  鈍化層 37

2.2  a-Si:H TFT器件的電學特性 38

2.2.1  柵極（Gate）正嚮偏置 38

2.2.2  a-Si:H TFT的漏電流 44

參考文獻 45

第3章  a-Si:H TFT的SPICE模型 47

3.1  DC模型 47

3.1.1  a-Si:H TFT開啓前 47

3.1.2  a-Si:H TFT開啓後 53

3.1.3  漏電流區 63

3.1.4  DC溫度模型 65

3.2  AC模型 66

參考文獻 68

第4章  低溫多晶矽（LTPS）TFT的結構、工藝與器件物理 70

4.1  緩衝層以及a-Si層 71

4.1.1  薄膜的沉積 71

4.1.2  去氫 72

4.2  LTPS層 74

4.2.1  準分子激光退火（ELA） 74

4.2.2  LTPS薄膜的錶麵 77

4.3  LTPS薄膜的電學特性 78

4.3.1  晶界簡介 78

4.3.2  晶界勢壘 80

4.3.3  載流子的輸運 82

4.4  傳統的固相結晶技術（SPC） 84

4.5  金屬誘導結晶（MIC） 85

4.6  TFT溝道與N-TFT源/漏的形成 86

4.7  柵絕緣（GI）層 87

4.8  p型TFT源/漏與n型TFT LDD的形成 90

4.8.1  輕摻雜漏極 (Lightly Doped Drain，LDD) 90

4.8.2  注入離子的活化 91

4.9  層間介質層（Interlayer Dielectric Film，ILD） 92

4.10  信號綫（Data line） 92

4.11  LTPS TFT器件的電學性質 93

4.11.1  柵極正嚮偏置 93

4.11.2  LTPS TFT的漏電流 98

參考文獻 99

第5章  LTPS TFT的SPICE模型 102

5.1  DC模型 102

5.1.1  TFT有效開啓電壓的錶達式 102

5.1.2  亞閾值區 107

5.1.3  輸齣電流 110

5.1.4  遷移率模型 112

5.1.5  漏電流模型 117

5.1.6  Kink效應 122

5.1.7  溝道長度調製效應 125

5.1.8  方程的統一 126

5.1.9  DC溫度模型 131

5.2  AC模型 132

參考文獻 135

第6章  IGZO TFT的結構、工藝與器件物理 136

6.1  IGZO工藝概述 136

6.2  平闆顯示用IGZO TFT的結構 137

6.2.1  柵極（Gate）金屬 137

6.2.2  柵絕緣層（GI） 138

6.2.3  IGZO薄膜材料 139

6.2.4  刻蝕阻擋層（ESL） 149

6.2.5  S/D金屬 150

6.3  IGZO TFT的電學特性 150

6.3.1  柵極正嚮偏置 150

6.3.2  IGZO TFT的漏電流 152

參考文獻 152

《固態電子器件導論：原理、設計與應用》 本書旨在為對固態電子器件領域感興趣的讀者提供一個全麵且深入的入門。它係統地闡述瞭半導體物理學的基本原理，這些原理是理解和設計現代電子元件的基石。從晶體結構的電子行為，到 PN 結的形成及其特性，再到各種半導體器件的工作機製，本書都進行瞭循序漸進的講解，力求使讀者在掌握理論知識的同時，也能領略到這些微觀世界在宏觀世界中所扮演的關鍵角色。 第一部分：半導體基礎——孕育電子器件的土壤 本部分將從最基礎的層麵齣發，為讀者構建起堅實的半導體物理學知識體係。我們將首先探討晶體學，理解原子如何排列形成周期性結構，以及這些結構如何影響電子的行為。然後，深入分析半導體的能帶理論，解釋絕緣體、導體和半導體之間在電子傳輸能力上的根本差異。我們將詳細討論本徵半導體和雜質半導體的特性，重點介紹摻雜過程中載流子濃度、費米能級等關鍵參數的變化，以及它們如何決定半導體的導電類型。 接著，我們將聚焦於 PN 結這一構成幾乎所有半導體器件的核心結構。通過分析 PN 結的形成過程、耗盡層、內建電勢以及在外加偏壓下的電流-電壓特性，讀者將深刻理解二極管的整流作用。我們將詳細介紹二極管的各種模型，包括理想二極管模型、理想肖特基模型和實際二極管模型，並探討二極管在實際應用中的各種行為，如擊穿現象等。 第二部分：核心固態器件——現代電子學的基石 在打好半導體基礎後，本書將轉嚮介紹幾種最基本也是最重要的固態電子器件。 2.1 場效應晶體管 (FET) 的奧秘 場效應晶體管是現代電子技術的核心，因其高輸入阻抗和低功耗等優勢，在數字電路和模擬電路中占據著舉足輕重的地位。本書將首先介紹結型場效應晶體管 (JFET)，剖析其溝道電導如何通過柵極電壓控製，並詳細講解 JFET 的輸齣特性麯綫和跨導。 隨後，我們將重點闡述金屬-氧化物-半導體場效應晶體管 (MOSFET)。MOSFET 因其易於製造、集成度高以及工藝成熟等特點，成為當今集成電路中最主要的晶體管類型。我們將詳細解析 MOSFET 的結構，包括源極、漏極、柵極和襯底，以及介質層 (氧化層) 的作用。我們將深入探討 MOSFET 的四種工作模式：截止區、綫性區（或稱為飽和區，取決於不同教材的定義）、飽和區（或稱為三極管區，取決於不同教材的定義）和亞閾值區。通過對載流子在溝道中的運動進行詳細分析，我們將推導齣 MOSFET 的輸齣特性麯綫，並解釋其跨導、閾值電壓等重要參數。本書還將討論 N 溝道和 P 溝道 MOSFET 的區彆，以及增強型和耗盡型 MOSFET 的工作原理。 2.2 雙極結型晶體管 (BJT) 的工作原理 雙極結型晶體管是另一類重要的雙極性器件，廣泛應用於放大電路和開關電路。本書將詳細介紹 BJT 的結構，包括發射極、基極和集電極，以及 NPN 和 PNP 兩種結構。我們將深入分析 BJT 的工作原理，重點闡述載流子的注入、擴散和復閤過程，並引入電流增益 (β) 和跨導等關鍵參數。我們將講解 BJT 的三種工作區域：截止區、放大區和飽和區，以及它們對應的電流-電壓特性。本書還會探討 BJT 的開關特性，以及在不同偏置下的應用。 2.3 其他重要固態器件 除瞭 FET 和 BJT，本書還將簡要介紹其他一些在特定領域具有重要應用的固態器件，例如： 肖特基二極管 (Schottky Diode): 討論金屬-半導體接觸的特性，以及其在高速開關和整流應用中的優勢。 隧道二極管 (Tunnel Diode): 介紹其獨特的負微分電阻特性，以及在振蕩器和高速開關電路中的應用。 光電器件: 簡要介紹光電二極管、發光二極管 (LED) 和激光二極管 (LD) 的工作原理，以及它們在光信號的檢測和發射中的作用。 功率器件: 概述一些用於大功率應用的器件，如功率 MOSFET 和功率 BJT。 第三部分：器件的集成與應用——構建電子係統的基石 掌握瞭基本器件的原理後，本書將引導讀者理解這些器件如何被集成起來，構建齣復雜的電子係統。 3.1 集成電路 (IC) 的基本概念 我們將介紹集成電路的定義、發展曆程以及其在現代電子學中的重要性。本書將闡述單片集成電路 (Monolithic IC) 和混閤集成電路 (Hybrid IC) 的區彆，並重點介紹數字集成電路和模擬集成電路的基本構成模塊。 3.2 邏輯門與數字電路基礎 我們將從最基本的邏輯門 (AND, OR, NOT) 入手，講解它們的功能和實現方式。在此基礎上，我們將進一步介紹組閤邏輯電路和時序邏輯電路的概念，包括加法器、寄存器、計數器等基本數字電路模塊的原理和設計。 3.3 放大器電路的設計原理 放大器是模擬電路的核心。本書將詳細講解不同類型的放大器，包括共射放大器、共集電極放大器和共基極放大器，以及它們的增益、輸入阻抗和輸齣阻抗特性。我們將討論多級放大器的設計，以及運算放大器 (Op-Amp) 的理想模型和實際應用。 3.4 振蕩器與濾波器 我們將介紹振蕩器電路的基本原理，以及如何利用放大器和反饋網絡産生周期性信號。同時，本書還將探討濾波器電路，包括低通、高通、帶通和帶阻濾波器，並介紹其在信號處理中的重要作用。 第四部分：器件的製造與可靠性——從實驗室到産品 本書的最後部分將觸及固態電子器件的製造工藝和可靠性問題，為讀者提供更全麵的視角。 4.1 半導體製造工藝概述 我們將簡要介紹半導體製造流程中的關鍵步驟，如外延生長、光刻、刻蝕、擴散、離子注入、金屬化等，並解釋這些工藝如何一步步地將電路設計轉化為實際的矽片。 4.2 器件的可靠性與失效分析 理解器件的可靠性對於設計穩定耐用的電子産品至關重要。本書將探討影響器件可靠性的各種因素，如熱應力、電應力、濕度等，並介紹一些常見的失效模式和分析方法。 結語 《固態電子器件導論：原理、設計與應用》旨在為讀者構建一個全麵、深入且易於理解的固態電子器件知識框架。通過理論講解、原理分析和應用實例的結閤，本書希望能夠激發讀者對這一充滿活力和創新領域的興趣，並為他們未來在電子工程、微電子學、材料科學等相關領域的學習和研究打下堅實的基礎。本書的敘述風格力求嚴謹而不失生動，希望能成為所有希望掌握現代電子技術核心秘密的讀者的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，對於我這樣在OLED顯示領域摸爬滾打多年的工程師來說，簡直是一場及時雨。我之前接觸過一些TFT相關的資料，但總是感覺碎片化，缺乏係統性的梳理，尤其是在觸及一些底層的物理機製和具體的工藝流程時，總覺得隔靴搔癢。這本書，雖然書名裏強調瞭“平闆顯示麵闆技術”，但其核心內容——薄膜晶體管的物理原理、製造工藝以及SPICE建模，正是支撐起整個顯示麵闆技術基石的關鍵。我特彆關注它如何深入淺齣地講解TFT的載流子傳輸、閾值電壓的形成、亞閾值擺幅等核心物理概念，並將其與實際的工藝步驟，比如薄膜沉積、光刻、刻蝕等緊密聯係起來。很多時候，我們遇到的器件性能問題，追根溯源都能找到工藝上的缺陷或者對物理原理理解不深。這本書提供瞭一個從微觀到宏觀的視角，幫助我能夠更準確地診斷和解決問題。更讓我期待的是SPICE建模的部分，能把理論的物理模型轉化為可執行的仿真模型，這對於加速新器件的設計迭代，評估不同工藝參數對器件性能的影響，具有不可估量的價值。我希望這本書能提供詳實的模型參數提取方法，以及在實際仿真軟件中的應用案例，這樣我就可以直接上手，為我們的項目提供更可靠的技術支持。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣的行業觀察者而言，深入瞭解顯示技術背後的核心支撐——薄膜晶體管，是理解整個行業發展脈絡的關鍵。這本書的書名就直接點明瞭其核心內容，讓我對它充滿瞭期待。我希望書中不僅能介紹TFT的基本結構和工作原理，更重要的是能夠深入分析不同類型的TFT（例如a-Si, LTPS, IGZO等）在性能、製造成本、功耗以及應用場景上的差異。我尤其關注書中對“物理”這一部分的闡述，它是否能夠清晰地解釋TFT的電學特性，比如遷移率、閾值電壓、亞閾值擺幅等是如何形成的，以及這些參數如何受到材料、結構和工藝的影響。其次，“工藝”部分，我希望能瞭解到從薄膜的製備到最終器件的形成過程中，有哪些關鍵的步驟和技術，例如薄膜沉積、光刻、刻蝕、退火等等，以及這些工藝對最終器件性能的影響。最後，“SPICE建模”是技術轉化的重要環節，我希望書中能夠提供一些實用的模型構建方法和實例，能夠幫助我們理解如何將物理模型轉化為能夠進行電路仿真的SPICE模型，從而加速新器件的設計和驗證過程。總之，我希望這本書能夠為我提供一個全麵、深入的TFT技術視角。

評分☆☆☆☆☆

作為一個剛入行不久的半導體器件工程師，在學習TFT的知識時，我最大的睏擾就是理論知識與實際應用之間的鴻溝。教材上的公式和原理，雖然嚴謹，但往往難以直接對應到實際的芯片製造過程中。這本書的齣現，恰恰彌補瞭這一不足。它不僅詳細介紹瞭TFT的各種物理特性，比如溝道電荷、場效應遷移率、漏電流等，更重要的是，將這些特性與具體的材料選擇、器件結構設計以及生産工藝緊密結閤。我尤其對書中關於不同TFT材料（如非晶矽、多晶矽、氧化物半導體）的優缺點對比，以及它們如何影響器件性能和顯示效果的部分非常感興趣。書中對晶體管的柵極、源極、漏極等結構的講解，以及它們在光刻、刻蝕等工藝步驟中的具體實現，都讓我對TFT的製造過程有瞭更清晰的認識。另外，SPICE建模的部分，我認為是這本書的亮點之一。能夠學習如何利用SPICE軟件建立TFT的等效電路模型，並對模型參數進行校準，對於我理解器件行為、進行電路仿真設計以及優化性能至關重要。我希望能通過這本書，掌握建立準確、可信的TFT SPICE模型的方法，為我今後的仿真設計工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我對各種新型顯示技術都充滿瞭好奇，尤其是那些驅動著我們日常生活中各種屏幕的TFT技術。這本《薄膜晶體管物理、工藝與SPICE建模》在我的書架上占據瞭一個顯眼的位置，因為它不僅僅是一本技術書籍，更像是一本揭示“屏幕魔法”的說明書。我非常欣賞書中對TFT基本物理原理的深入闡述，從載流子的注入、傳輸，到柵電壓如何控製電流的流動，這些基礎知識的紮實講解，為理解更復雜的顯示技術奠定瞭基礎。我特彆關注書中關於不同TFT材料的特性分析，比如氧化物半導體TFT在提高顯示屏的響應速度和降低功耗方麵的潛力，以及多晶矽TFT在某些高端應用中的優勢。此外，本書對TFT製造工藝的詳細描述，包括薄膜沉積、光刻、刻蝕、鈍化等一係列復雜步驟，讓我對一塊小小的顯示麵闆是如何誕生的有瞭更直觀的認識。最讓我感到興奮的是SPICE建模的部分，能夠將抽象的物理模型轉化為實際可用的仿真工具，這意味著我們可以通過模擬來預測器件的性能，優化設計參數，甚至發現潛在的製造問題，這對於任何一個從事顯示技術研發的人來說，都是一項極其寶貴的技能。

評分☆☆☆☆☆

作為一名從事顯示麵闆研發多年的工程師，我深知TFT在整個顯示産業鏈中的核心地位。這本書的內容，正好觸及瞭我工作中的關鍵痛點。過去，我們常常需要花費大量的時間去摸索和試驗，來解決TFT器件的性能問題，比如漏電流過大、閾值電壓不穩定、以及器件的可靠性問題。這本書中對TFT物理機製的細緻講解，例如載流子散射機製、界麵態的影響、以及柵氧化層的介電特性等，能夠幫助我們更深入地理解這些問題的根源。我特彆看重書中關於工藝流程的描述，比如不同沉積方法對薄膜質量的影響，光刻精度對器件尺寸的控製，以及刻蝕過程中的側壁效應等。這些細節往往是影響器件性能的關鍵。此外，書中SPICE建模的部分，我認為是這本書最大的價值所在。能夠將復雜的物理模型轉化為可在仿真軟件中運行的電路模型，不僅可以大大縮短新器件的開發周期，更能幫助我們精確評估不同工藝參數對器件性能的影響，從而實現設計與工藝的協同優化。我希望這本書能提供實用的SPICE模型構建方法和參數提取技巧，幫助我們更有效地進行器件仿真和性能預測。