[發明專利]一種有機薄膜晶體管電學特性的確定方法及介質

有效

• 申請號: 201711188996.3
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108226735B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 盧江楠;李洪革
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司;北京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張貴東

本申請公開了一種確定晶體管電學特性的方法，包括：確定所述晶體管溝道內載流子在晶體管工作溫度條件下的遷移特性，基于載流子的所述遷移特、所述晶體管的半導體材料性質以及所述晶體管的結構特征確定所述晶體管的電學特性。

技術領域

本公開涉及顯示技術領域，具體涉及一種確定晶體管電學特性的方法以及存儲有執行該方法的指令的計算機可讀介質。

背景技術

有機半導體器件具有柔性、透明、低成本、可大面積制造等優點，有廣闊的應用前景。經過近幾年的發展，有機半導體器件的理論逐步趨于成熟，器件性能也不斷提升。國外已經開始出現柔性、透明、可印刷制造的射頻電子標簽等低端應用產品。基于有機半導體的薄膜晶體管，是柔性、透明電子電路中最核心的元件，其器件性能不斷提升，器件遷移率可達到0.1～10cm²/Vs，器件工作電壓可降低到5V左右。一般，在制作集成電路之前，要使用計算機仿真的方法驗證設計電路的可行性。這需要對器件建立一個器件模型，來仿真器件在電路中的電學行為。器件試驗工作者已經完成了很多薄膜晶體管的仿真模型工作，但目前還沒有一個完整的器件模型來描述有機薄膜晶體管的電學行為。這限制了有機半導體器件(如有機薄膜晶體管OTFT)在發光二極管(如AMOLED)像素電路仿真中的應用。

發明內容

針對以上問題，本公開提供一種根據晶體管的材料及結構特性確定晶體管電學特性的方法，即基于晶體管的材料特性確定常溫下晶體管溝道內載流子的遷移特性，并根據載流子遷移特性及晶體管的結構確定晶體管電學特性。

根據本公開的一方面，提出了一種確定晶體管電學特性的方法，包括：確定所述晶體管溝道內載流子在晶體管工作溫度條件下的遷移特性，基于載流子的所述遷移特性以及所述晶體管的半導體材料性質以及所述晶體管的結構特征確定所述晶體管的電學特性。

在一個實施例中，確定所述晶體管溝道內載流子在晶體管工作溫度條件下的遷移特性包括：在晶體管工作溫度條件下，根據所述晶體管的材料特性確定所述晶體管中靜態載流子遷移率，以及基于所述靜態載流子遷移率及所述晶體管材料的激活能確定所述載流子的場效應遷移率。

在一個實施例中，所述載流子的場效應遷移率是：

其中μ₀是靜態載流子遷移率，E_a是激活能。

在一個實施例中，確定所述晶體管溝道內載流子在晶體管工作溫度條件下的遷移特性包括：在晶體管工作溫度條件下，確定所述晶體管的半導體材料中的能隙內的陷阱態分布；基于所述能隙內的陷阱態分布，確定所述晶體管溝道內的載流子濃度。

在一個實施例中，所述能隙內的陷阱態分布滿足高斯分布，所述晶體管溝道內的載流子濃度是：

其中N是能隙內總的陷阱態密度，σ是晶體管材料的能量無序參數，E是能量載流子能量，f(E)是載流子在能量E處的占據幾率。

在一個實施例中，載流子在能量E處的占據幾率符合費米-狄拉克分布，所述晶體管溝道內的載流子濃度是：

其中n₀是遠離半導體絕緣層接觸面的載流子濃度，是垂直于溝道方向的電勢分布，V_ch是沿溝道方向的電勢分布，k_B是玻爾茲曼常數，T是溫度。

在一個實施例中，基于載流子的所述遷移特性以及所述晶體管的半導體材料性質以及結構特征確定所述晶體管的電學特性包括：根據所述載流子濃度，確定所述晶體管垂直于溝道方向的電場分布；根據所述晶體管垂直于溝道方向的電場分布，確定所述晶體管溝道內的表面電荷分布。

在一個實施例中，所述晶體管垂直于溝道方向的電場分布是：