薄膜晶体管
多功能、低成本的薄膜晶体管
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薄膜晶体管（Thin-Film Transistor，TFT）是一种以沉积形成的半导体、金属和绝缘体薄膜组成的场效应器 件[1]，广泛应用于显示领域中的液晶显示器、有机发光二极管等，传感领域中的生物传感器、气敏传感器等，以及探测领域中的量子点薄膜晶体管探测器等[2][3][4]。
薄膜晶体管的历史起源于20世纪初，最早由德裔美国物理学家李利费尔于1925年提出场效应晶体管的概念[6]。随后，巴丁和布列坦成功制备了点接触型晶体管[7][8]，肖克利在其的基础上发明了双极性晶体管和结型场效应晶体管，进一步推动了晶体管技术的发展[9][10]。直到魏麦于1962年使用多晶硫化镉薄膜作为沟道层，第一个真正的薄膜晶体管才成功出现[7][11][12]。20世纪70年代，学者们对氧化物薄膜晶体管进行研究并尝试将TFT与LCD结合[11][13]，在这之后，硅基薄膜晶体管开始迅速发展，但其高成本和不透光特性限制了应用[11][14]。2003年后，氧化物薄膜晶体管再次崭露头角，并被应用于新兴领域[11][15][16]。
薄膜晶体管通常由三个主要组成部分构成，即导电电极（包括栅电极、源电极和漏电极）、介电层（绝缘层）和沟道层（包括有源层和半导体层）[5]，其主要作用是控制电流的流动，从而在液晶显示屏等设备中实现像素的开关操作，通 过在控制栅极上施加电压，控制源极和漏极之间的电流流动，从而控制像素的亮度和颜色[2][17]。一般来说，薄膜晶体管主要根据其沟道有源层的类型进行分类，大致可以分为非晶硅薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管、有机薄膜晶体管和氧化物薄膜晶体管等四种，可以根据其特点应用于不同场合[18]。