影响性能的主要参数及其因数

11.1.1　影响TFT性能的主要参数及其因数

TFT作为液晶显示器的电子开关元件，它的主要电学性能如工作电流（I_on）、漏电流（I_off）、开关速度、栅极电压的漂移（gate voltage swing）等主要与沟道宽长比（W/L）、载流子迁移率（mobility）、源层和绝缘层的界面（a-Si：H/SiN_x interface）、欧姆接触（Ohmic contact）、局域态（gap states）、沟道保护（back surface）等因数决定的。宏观地来说就是由构成这个开关的各个部件的电阻、电容等电学参数决定的，如表11.1所示。

除了短路、断路等机械缺陷以外，表11.1中的任何一个参数偏离正常值都会导致TFT性能的下降。表现在显示质量上就是各种显示缺陷。

表11.1　影响TFT性能的主要参数及其因数

TFT是一种由各种薄膜组合形成的电子器件。因为薄膜材料不需要考虑电感，所以只要考虑电容和电阻，如图11.1和图11.2所示。各种膜的厚度、宽度、长度、膜的成分、膜的致密性、膜与膜之间的相对位置决定了TFT的整体电学性能。

图11.1　TFT开关的等效电路

图11.2　与TFT像素的等效电路

一个TFT开关，和电阻有关的一个是半导体材料非晶硅的迁移率，一个是n^＋非晶硅与漏源电极形成的欧姆接触。非晶硅和n^＋非晶硅膜的厚度、长度、宽度以及膜的品质控制是保证器件性能的基础。

另一个和电阻有关是金属电极的电导率，包括栅极、源极、漏极、像素电极，参见图11.1。电极材料选定以后，电导率基本确定。但是金属膜的厚度，宽度、长度和金属膜的品质也直接和TFT器件的电阻相关。

确定TFT器件的电学性能的另一个因数就是电容。电容的大小与金属电极，介质材料的性质、几何尺寸，相对位置密切相关。一个TFT像素由于各种膜的组合可能形成多个电容。例如，与金属栅极有关的电容就有栅极-漏极重叠电容C_GD，栅极-源极重叠电容C_GS，栅极-公共电极重叠电容C_Gcom，栅极配线-源配线电容C_GSX，栅极配线漏配线电容C_GDX，和漏源电极有关的电容，如漏源电极寄生电容C_DS。除此之外还有存储电容C_S，像素电容C_LC。任何一个对设计标准电容数值的偏离，都会导致TFT器件性能的下降，产生显示缺陷。

在研究TFT缺陷的问题时，了解这些电阻电容对TFT性能的影响尤其重要。我们从像素电容的充电过程以及电压补偿和栅极延迟角度简单讨论电阻电容对TFT性能的影响。