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电子学报 2024年第5期52卷 1591-1600页

作者：蔡坤林谢应涛蹇欢黄雁琳翁嘉明重庆邮电大学电子工程系重庆400065 上海交通大学电气工程系上海200240

针对背沟道刻蚀(Back Channel Etch,BCE)技术的非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFTs),建立了一种高浓度掺杂态密度模型(High Concentration Doping Density Of States model,HCD-DOS model),并通过数值模拟研究态密度关键参数对器件性能的影响,以此揭示a-IGZO TFTs中制备工艺对导电沟道修复的物理机理.首先,采用结合强度较高的钼/铜双层结构作为栅/源/漏电极,引入BCE方法制备了底栅顶接触(BottomGate Top-Contact,BG-TC)TFTs.其次,建立了适用于BCE技术的a-IGZO TFTs的HCD-DOS模型.随后,基于TCAD(Technology Computer Aided Design)仿真器对态密度关键参数进行数值研究,结果表明,不同态密度参数对a-IGZO TFTs器件转移特性曲线、电学特性以及沟道内部电子浓度分布的影响有所差异.最后,基于HCD-DOS模型探索SiO_(x)钝化层沉积和N_(2)O等离子体处理对器件内部机理的影响.研究发现,N2O等离子体处理对态密度分布和沟道载流子浓度有显著影响,进而导致阈值电压正向漂移.

关键词：非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管态密度模型钝化层沉积等离子体处理背沟道刻蚀

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N_(2)O处理对背沟刻蚀金属氧化物薄膜晶体管性能的影响

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物理学报 2022年第5期71卷 319-326页

作者：徐华刘京栋蔡炜李民徐苗陶洪邹建华彭俊彪广州新视界光电科技有限公司广州510530 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室广州510641 季华实验室佛山528000

通过采用稀土元素镨掺杂铟锡锌氧化物半导体作为薄膜晶体管沟道层,成功实现了基于铝酸的湿法背沟道刻蚀薄膜晶体管的制备.研究了N_(2)O等离子体处理对薄膜晶体管背沟道界面的影响,对其处理功率和时间对器件性能的影响做了具体研究.结果... 详细信息

通过采用稀土元素镨掺杂铟锡锌氧化物半导体作为薄膜晶体管沟道层,成功实现了基于铝酸的湿法背沟道刻蚀薄膜晶体管的制备.研究了N_(2)O等离子体处理对薄膜晶体管背沟道界面的影响,对其处理功率和时间对器件性能的影响做了具体研究.结果表明,在一定的功率和时间处理下能获得良好的器件性能,所制备的器件具有良好的正向偏压热稳定性和光照条件下负向偏压热稳定性.高分辨透射电镜结果显示,该非晶结构的金属氧化物半导体材料可以有效抵抗铝酸的刻蚀,未发现明显的成分偏析现象.进一步的X射线光电能谱测试表明,N_(2)O等离子体处理能在界面处形成一个富氧、低载流子浓度的界面层.其一方面可以有效抵抗器件在沉积氧化硅钝化层时等离子体对背沟道的损伤;另一方面作为氢的钝化体,抑制了低能级施主态氢的产生,为低成本、高效的薄膜晶体管性能优化方式提供了重要参考.

关键词：金属氧化物半导体背沟道刻蚀薄膜晶体管 N_(2)O等离子体

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掺杂氧化锌薄膜在新型显示的应用研究

掺杂氧化锌薄膜在新型显示的应用研究

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作者：黄东晨华南理工大学

学位级别：硕士

随着高分辨率液晶(LCD)、有机发光二极管(OLED)、量子点发光二极管(QLED)、电子纸(E-paper)等的新型显示技术的快速发展,这些显示产品对驱动背板的技术要求也越来越高。薄膜晶体管(TFT)是驱动各类显示器件发光的核心器件,其性能高低决... 详细信息

随着高分辨率液晶(LCD)、有机发光二极管(OLED)、量子点发光二极管(QLED)、电子纸(E-paper)等的新型显示技术的快速发展,这些显示产品对驱动背板的技术要求也越来越高。薄膜晶体管(TFT)是驱动各类显示器件发光的核心器件,其性能高低决定了显示器件的显示效果。当前广泛应用的TFT为非晶硅TFT,但传统非晶硅TFT因其迁移率较低和阈值电压漂移严重,难以应用于高分辨率显示以及OLED显示中;虽然多晶硅TFT具备良好的迁移率和稳定性,但其由于晶界的存在导致均匀性较差,限制了多晶硅TFT在高分辨大尺寸显示的应用。而非晶氧化物TFT同时具备良好的均匀性和迁移率较高的特点,并且透明度高和稳定性较好,能实现低温制程,正在广泛应用于新型显示产品。此外,为了开发性能更优的柔性显示和透明显示产品,可替代ITO的柔性透明导电电极是关键一环。本文首先研究背沟道刻蚀(BCE)结构的氧化物TFT工艺。BCE结构是氧化物TFT大规模量产的低成本工艺,因为BCE工艺不仅结构简单,还可以实现小型精细化器件。但由于氧化物TFT的氧化物有源层对刻蚀液以及Plasma工艺敏感,因此在制备源/漏(S/D)电极时,氧化物有源层容易被刻蚀损坏,导致难以制备高性能的TFT器件。在众多氧化物半导体材料中,氧化锡薄膜具备良好的化学稳定性和光电特能。所以本论文主要研究锡掺杂的氧化锌薄膜(ZTO)在背沟道刻蚀工艺中作为保护层的相关技术,同时ZTO材料还可以作为BCE结构TFT的第二层有源层,形成双层结构的TFT。本论文采用溶液法制备ZTO薄膜,可以减少真空设备的使用,工艺简单,可实现TFT器件的大规模低成本制备。在本文中采用溶液法制备的ZTO薄膜作为保护层的TFT的性能可以媲美真空溅射相同结构的TFT。其次针对新型显示中ITO透明导电薄膜目前存在的不耐弯折、成本高等问题,开展银纳米线导电膜的技术研究。银纳米线具有较好的导电性能、高透过率以及较好的弯折性能,但银纳米线依然存在较多的问题,如耐温性较差和易氧化等,因此我们采用掺杂氧化锌半导体薄膜对银纳米线进行保护,从而得到性能较好的透明导电薄膜。通过原子层沉积(ALD)的方式制作镁掺杂的氧化锌薄膜作为银纳米线的保护层材料,使银纳米线薄膜在保持良好的导电性能的同时,能够实现较好的耐温性能和抗氧化性能。

关键词：新型显示技术掺杂氧化锌薄膜透明导电薄膜背沟道刻蚀薄膜晶体管

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改善TFT-LCD中串扰的工艺研究

改善TFT-LCD中串扰的工艺研究

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作者：桑宁波复旦大学

学位级别：硕士

近年来,薄膜晶体管液晶显示器产业在基础研究和应用方面急速扩展,特别是在中小尺寸领域逐渐成为平板显示器的主流。但是,若想真正全面取代其它平板显示技术,大面板尺寸和高解析度及高画面品质的要求则是必然要克服的挑战。然而,面板尺... 详细信息

近年来,薄膜晶体管液晶显示器产业在基础研究和应用方面急速扩展,特别是在中小尺寸领域逐渐成为平板显示器的主流。但是,若想真正全面取代其它平板显示技术,大面板尺寸和高解析度及高画面品质的要求则是必然要克服的挑战。然而,面板尺寸加大对宽视角提出更高要求。解析度要求越来越高,而解析度的增加要求TFT线宽更窄,像素间距也更小。这会导致串扰(CrosstaIk)、闪烁(Flicker)、影像残留等问题,成为困扰提升画面品质的几个主要挑战。特别是继TN型液晶显示器后新开发的VA型及IPS型液晶显示器,由于采用新型电极结构设计,更容易导致画面串扰的问题。然而从驱动上改善串扰一直是工业界采用的主要方法,主要是对串扰进行补偿,但是通过驱动改善是不稳定的,而且针对不同型号产品,甚至同一款产品也要有多种驱动方案,这显然是不高效的;结构上改善串扰主要是通过增加线间距,但是这样降低了开口率,与高解析度的发展方向是相悖的。为了能从根本上解决串扰,如何从制造工艺上找到与串扰强相关的因素并加以优化就非常重要。本论文通过对生产工艺中与串扰强相关工艺的DOE试验及分析,找出工艺上改善和控制串扰的方向。第一章主要是对串扰的现象及原因进行了研究,并介绍了TFT-LCD的基本工作原理;第二章介绍了制备及测试方法;第三、四章主要是对与串扰强相关工艺的试验验证并有针对性的优化工艺改善串扰：1.垂直串扰的改善论文首先通过对垂直串扰屏幕的反向解析,确定了TFT关态特性异常是导致垂直串扰的原因。接着理论分析了TFT关态特性异常的原因,认为干刻工艺是造成异常的主要工艺因素。对干刻工艺进行DOE试验,验证了干刻工艺对关态特性的影响;发现了造成大玻璃上存在I-off较大的异常区域的原因,并最终通过试验找到了改善I-off均匀性的最佳干刻工艺条件,从而进一步改善了垂直串扰。2.水平串扰及耦合电容的改善论文通过改变PVD金属成膜工艺,降低了公共电极的线电阻,从而降低了公共电极线线延时,解决了水平串扰;本部分还对影响耦合电容的主要因素进行了分析,通过试验验证了耦合电容对串扰的影响,确定了像素电极(ITO)和信号线(S/D)的最小间距,为提高像素开口率提供了数据支持。

关键词： TFT-LCD 串扰漏电背沟道刻蚀耦合电容

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