0552027004《薄膜晶体管原理与技术》教学大纲

一、教学目的

通过本课程教学，使学生了解薄膜的制备工艺技术，掌握薄膜晶体管的基本理论、薄膜晶体管器件结构、制造方法、薄膜晶体管的特性分析方法，具备薄膜晶体管器件电路的设计能力和应用能力。

二、教学内容与要求

第1章：绝缘栅场效应管的理论基础(5学时)

1 本章教学内容：(1) 绝缘栅场效应管结构与工作原理（3学时），(2) 绝缘栅场效应管性能表征（2学时）。

2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解绝缘栅场效应管结构与工作原理，掌握场效应管的I-V特性和性能表征方法。

3 本章教学重点：（1）场效应管的工作原理，（2）场效应管性能表征。

4 本章教学难点：（1）场效应管的I-V特性。

5 讨论：利用MOSFET的标准模型讨论场效应管的I-V特性及特性参数的提取

第2章：薄膜技术（4学时）

1 本章教学内容：(1) 物理气相沉积技术（1学时），(2) 化学气相沉积技术（1学时），（3）图形化工艺技术（2学时）。

2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生了解薄膜的基本概念，及薄膜的制造工艺技术；理解TFT的基础工艺原理；掌握TFT的基本制造工艺原理、步骤等，能运用这些技术来形成TFT的制造工艺流程。

3 本章教学重点：（1）磁控溅射，（2）PECVD ，（3）光刻。

4 本章教学难点：（1）大面积薄膜制备方法。

5 讨论：大面积薄膜制备的难点及解决方法。

第3章：氢化非晶硅薄膜晶体管(5学时)

1 本章教学内容：(1) 氢化非晶硅薄膜晶体管结构与工作原理（2学时），(2) 氢化非晶硅薄膜晶体管制造技术（2学时）,(3) 氢化非晶硅薄膜晶体管特性（1学时）。

2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解氢化非晶硅薄膜晶体管结构与工作原理，掌握氢化非晶硅薄膜晶体管制造工艺技术与特性。

3 本章教学重点：（1）氢化非晶硅薄膜晶体管制造工艺技术，（2）氢化非晶硅薄膜晶体管特性。

4 本章教学难点：（1）氢化非晶硅的物理基础，（2）氢化非晶硅薄膜晶体管模型。

5 课程设计：利用氢化非晶硅薄膜晶体管的计算机模型练习薄膜晶体管的I-V特性及特性参数的提取。

第4章：低温多晶硅薄膜晶体管(4学时)

1 本章教学内容：(1) 低温多晶硅薄膜晶体管结构与工作原理（1学时），(2) 低温多晶硅薄膜晶体管制造技术（2学时）,(3) 低温多晶硅薄膜晶体管特性（1学时）。

2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解低温多晶硅薄膜晶体管结构与工作原理，掌握低温多晶硅薄膜晶体管制造工艺技术与特性。

3 本章教学重点：（1）低温多晶硅薄膜晶体管制造工艺技术，（2）低温多晶硅薄膜晶体管特性。

4 本章教学难点：（1）低温多晶硅的物理基础，（2）低温多晶硅薄膜晶体管模型。

5 讨论：试讨论在LTPS TFT中怎样控制多晶硅晶粒尺寸和晶界的位置。

第5章：金属氧化物薄膜晶体管(4学时)

1 本章教学内容：(1) 金属氧化物薄膜晶体管工作原理（1学时），(2) 氧化物薄膜晶体管制造工艺技术（2学时）,(3) 氧化物薄膜晶体管特性（1学时）。

2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解氧化物薄膜晶体管结构与工作原理，掌握氧化物薄膜晶体管制造工艺技术与特性。

3 本章教学重点：（1）氧化物薄膜晶体管制造工艺技术，（2）氧化物薄膜晶体管特性。

4 本章教学难点：（1）氧化物半导体的物理基础，（2）氧化物薄膜晶体管模型。

5.讨论：金属氧化物半导体的载流子传输机制

第6章：有机薄膜晶体管(5学时)

1 本章教学内容：(1)有机薄膜晶体管工作原理（2学时），(2)有机薄膜晶体管制造工艺技术（2学时）,(3)有机薄膜晶体管特性（1学时）。

2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解有机薄膜晶体管结构与工作原理，掌握有机薄膜晶体管制造工艺技术与特性。

3 本章教学重点：（1）有机薄膜晶体管制造工艺技术，（2）有机薄膜晶体管特性。

4 本章教学难点：（1）有机半导体的物理基础，（2）有机薄膜晶体管模型。

5.讨论：有机TFT中载流子的注入。

第7章 TFT-LCD显示技术(5学时)

1 本章教学内容：(1) TFT-LCD显示器架构与工作原理（2学时），(2) TFT-LCD显示面板设计技术（3学时）。

2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解TFT-LCD显示器件结构与工作原理，掌握TFT-LCD显示面板的设计方法。

3 本章教学重点：（1）TFT-LCD显示器件结构与制造工艺技术，（2）TFT-LCD显示面板设计技术。

4 本章教学难点：（1）TFT-LCD的驱动原理。

5 课程设计：设计TFT-LCD显示面板。

第8章 有机发光显示与平板X射线成像(5学时)

1 本章教学内容：(1) AMOLED显示器架构与工作原理（1学时）,(2) AMOLED显示面板设计技术（2学时）,(3) 平板成像器件结构与工作原理（2学时）。

2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解AMOLED显示器件、成像器件结构与工作原理，掌握AMOLED显示面板的设计方法。

3 本章教学重点：（1）AMOLED显示器件结构与制造工艺技术，（2）AMOLED显示面板设计技术。

4 本章教学难点：（1）AMOLED的驱动原理，（2）AMOLED的补偿电路原理。

5 课程设计：设计AMOLED的像素驱动电路。

6.讨论： α-Si:H TFT 适用于驱动OLED吗？LTPS TFT具有诸多优势，但是为什么一直没有完全取代α-Si:H TFT显示技术？

第9章 柔性薄膜晶体管技术(3学时)

1 本章教学内容：(1) 柔性基板技术（1学时），(2) 薄膜封装技术（1学时）,(3) 柔性TFT的特性，（4）柔性TFT的制造技术（1学时）。

2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解柔性基板和薄膜封装结构与制造技术，掌握柔性TFT制造工艺技术与特性。

3 本章教学重点：（1）柔性TFT制造工艺技术，（2）柔性TFT的特性。

4 本章教学难点：（1）柔性TFT的特性。

5 讨论：柔性TFT技术的难点及解决方法。

（4）考核要求：

课程考核方式为过程考核。

成绩评定：平时考核50%+期末考核50%。

（5）参考资料：

教材：

《薄膜晶体管原理与技术》，陈文彬编著，自编讲义，2020年。

参考资料：

[1]《薄膜晶体管及其在平板显示中的应用》，Cherie R.Kagan, Paul Andry编著，电子工业出版社，2008年；

[2]《薄膜晶体管阵列制造技术》，谷至华编著，复旦大学出版社出版社，2007年；

[3]《低温多晶硅显示技术》，陈志强编著，科学出版社出版社，2006年；

[4] 《TFT LCD面板的驱动与设计》，戴亚翔编著，清华大学出版社，2008；

[5] 《薄膜晶体管原理及应用》，董承远编著，清华大学出版社，2016；

[6] 《薄膜晶体管物理、工艺与SPICE建模》，雷东编著，电子工业出版社，2016。