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

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。