简述低温多晶硅薄膜晶体管组成的CMOS驱动电路的优点。

题目

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第1题：

对于TTL电路和CMOS电路的原理及比较，以下描述中不正确的是______。

A.TTL电路是电压控制，CMOS电路是电流控制
B.TTL电路速度快，但是功耗大，CMOS电路速度慢，传输延迟时间长
C.CMOS电路具有锁定效应
D.CMOS电路在使用时不用的管脚不要悬空，要接上拉电阻或下拉电阻

答案：A

解析：

本题考查模拟电路方面的基础知识。TTL指晶体管-晶体管逻辑集成电路（Transistor-transistor Logic），TTL电平输出高电平＞2.4V，输出低电平＜0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入则要求：输入高电平≥2.0V，输入低电平≤0.8V，噪声容限是0.4V。COMS集成电路是互补对称金属氧化物半导体，电路的许多基本逻辑单元都是用增强型PMOS晶体管和增强型NMOS管按照互补对称形式连接的，静态功耗很小。COMS电路的供电电压VDD范围比较广，在+5～+15V均能正常工作，当输出电压高于VDD-0.5V时为逻辑1，输出电压低于VSS+0.5V（VSS为数字地）为逻辑0，扇出数为10～20个COMS门电路。TTL电路和CMOS电路的区别主要表现在：（1）TTL电路是电流控制器件，而CMOS电路是电压控制器件。（2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短（5-10ns），但是功耗大。COMS电路的速度慢，传输延迟时间长（25-50ns），但功耗低。COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。COMS电路是电压控制器件，它的输入总抗很大，对干扰信号的捕捉能力很强。所以，不用的管脚不要悬空，要接上拉电阻或者下拉电阻，给它一个恒定的电平。TTL电路的输入端悬空时相当于输入端接高电平。因为这时可以看作是输入端接一个无穷大的电阻。TTL电路在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平，输入端呈现的是高电平而不是低电平。

第2题：

简述采用9次光刻的多晶硅薄膜晶体管的工艺流程技术关键。

正确答案:1）第一次光刻有源岛；
2）第二次光刻栅极；
3）第三次光刻n^-区和n⁺区掺杂；
4）第四次光刻p⁺区掺杂；
5）第五次光刻过孔及第六次光刻源漏电极；
6）第七次光刻金属M₃层和第八次光刻过孔
7）第九次光刻像素电极。
技术关键是第三次光刻采用SiN_x等材料作为沟道保护层，而在顶栅结构中用栅极图形自对准掩膜部分阻挡掺杂。首先利用涂胶曝光显影后形成光刻胶的图形。光刻胶的图形覆盖n沟道TFT的沟道区域和L_os区、驱动部分p沟道TFT的有源岛区域。用磷烷（PH₃）通过离子掺杂（或离子注入）掺入磷P，除光刻胶覆盖区域外形成了磷掺杂区域，掺杂浓度为10¹⁷~10¹⁸cm^-3，为轻掺杂的电子导电的n^-区。去胶后用栅极做掩膜，再进行磷掺杂。有源岛的L_os区域轻掺杂了磷，而有源岛的源区和漏区第二次掺杂磷后，形成重掺杂区，掺杂浓度变为10²⁰~10²¹cm^-3。有源岛形成了三种状态，重掺杂的电子导电区n⁺区、部分轻掺杂的n^-区和未掺杂的多晶硅沟道区。轻掺杂的n^-区主要用于形成LDD结构的L_os区。重掺杂的n⁺区主要用于作n沟道TFT的源区和漏区。

第3题：

采用5V电源的CMOS数字集成电路与LSTTL数字集成电路连接时其驱动方式为( )。

A．直接驱动

B．经缓冲级驱动

C．经电平变换驱动

D．经光电隔离后驱动

正确答案：A

第4题：

简述低温多晶硅技术的挑战。

正确答案:1）存在小尺寸效应；
2）关态电流大；
3）低温大面积制作困难；
4）设计和研发成本高。

第5题：

简述多晶硅薄膜晶体管驱动OLED的优点。

正确答案:优点：1）具有较高的载流子迁移率；
2）多晶硅TFT阈值电压漂移也要比非晶硅大大减小，稳定性高，更适合作为AMOLED显示的驱动器件；
3）由于迁移率高，还可以减小TFT器件的尺寸，可以保证一样的开态电流，但像素开口率提高；
4）容易制作出n沟道和p沟道的TFT器件，实现周边驱动的CMOS集成电路。

第6题：

简述采用8次光刻的多晶硅薄膜晶体管的工艺流程与非晶硅薄膜晶体管的不同。

正确答案:8次光刻的多晶硅薄膜晶体管增加了CMOS驱动电路部分由p沟道TFT和n沟道TFT的制作工艺。工艺流程：
栅极→有源岛→n^-区和n⁺区掺杂→p⁺区掺杂→过孔→源漏电极→钝化层→ITO像素电极
5次光刻的非晶硅薄膜晶体管的工艺流程：
栅极→a-Si：H有源岛→源漏电极、n⁺a-Si沟道切断→SiN_x保护膜、过孔→ITO像素电极

第7题：

CMOS电路是指（）。

A、场效应管晶体管组成的电路
B、P和N型场效应管互补组成的电路
C、P型场效应管组成的电路
D、N型场效应管组成的电路

正确答案:A

第8题：

TTL电路和CMOS电路接口时,无论是用TTL电路驱动CMOS电路还是用CMOS电路驱动TTL电路,驱动门都必须为负载门提供合乎标准的高、低电平和足够的电流。()

此题为判断题(对，错)。

参考答案：对

第9题：

简述低温多晶硅薄膜晶体管特点。

正确答案:1）高迁移率；
2）容易p型和n型掺杂；
3）自对准结构；
4）抗光干扰能力强；
5）抗电磁干扰能力强。

第10题：

简述采用5次光刻的多晶硅薄膜晶体管的工艺流程的难点与特点。

正确答案:5次光刻分别为源漏电极、有源岛、栅极、过孔、ITO像素电极。
第一次光刻在玻璃基板上沉积一层基层薄膜，溅射源漏金属层，光刻出源漏电极及信号线。第二次光刻用PECVD方法连续沉积介质层、非晶硅层，利用高温环境去氢处理，再激光晶化转变成多晶硅薄膜。光刻出有源岛图形。第三次光刻先用PECVD方法沉积绝缘膜，相当于第二层介质层。再用溅射栅极金属层，光刻出栅极及扫描线。利用栅极掩膜遮挡离子注入形成源区和漏区。
第四次光刻用PECVD方法沉积钝化层，相当于第三层介质层，保护TFT。光刻形成需要的孔，让下面金属曝露出来及形成相应的连接。孔有两种：第一种是需要连续刻蚀第三层介质层、第二层介质层、第一层介质层，露出源漏金属层；第二种是刻蚀第三层介质层，露出栅极金属层。
第五次光刻形成像素电极。并且用像素电极与多晶硅的源区和漏区接触，与源漏电极相连。
存储电容为传统结构，由栅极金属层和像素电极ITO，中间夹着第三介质层构成。

简述低温多晶硅薄膜晶体管组成的CMOS驱动电路的优点。

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