MIM单元结构及通信机理
MIM是由金属、绝缘体、金属三层薄膜组成的夹心结构。用于液晶显示的MIM结构如图1所示,主要有两种: (1)图1(a)是比较常见的“T”形结构。这种结构的工艺过程比较简单,早期研制的MIM基本是这种形式。但这种结构的MIM面积比较大,具有较大的寄生电容,对提高对比度、改善其显示质量等不利。如果要减小其面积,就要求有大面积、高分辩率的光刻设备。不仅增加了制作工艺的难度,成品率下降,还提高了成本,更不适合实现大型显示。(2)图1(b)示出研制的侧向MIM结构,这种结构是在扫描线侧向形成
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MIM递断作用M IM元件的特点是其伏安特性的非线性变化。液晶显示正是利用了MIM的这个特点。当外加偏压达到某一定值V (闭值电压)时,MIM 的电导率急剧变化, 并由绝缘状态迅速变为导体状态。通过MIM的电流也迅速增大.MIM处于“通” 状态。当MIM上的外加偏压小于V T时,MIM又恢复到原来的状态,MIM处于“蜥” 态。在整个“通 、“蜥” 过程中绝缘层的绝缘性能并不损坏。图2示出了M rM的伏安特性曲线。
MIMI的通讯机理
茵此,在强场的作用下,施主能级上大量的电子进入绝缘层导带。并在强场的作用下发生雪崩击穿。其伏一安特性的关系可甩式(1)表示。对于绝缘层是Ta zO 的MIM来说,实际工作中制得的MIM的13 PF值不符合PooIe—Frenkel3L~论值而符合肖特基的理论值日s(13 P F=2 13 s)。这种异常Poole—Frenke1效应的出现主要是在Ta zO 膜中仅仅存在中性的陷阱能级, 所以不能显示出Poole—F reakel效应。面且这时的电导率也很低 为了解决这个问题,必须通过热处理等工艺, 在Ta:O 膜内形成深施主能级,以满足液晶显示的要求。在处理的过程中也能清除部分非平衡缺陷, 提高MIM的稳定性。
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