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OLED驅(qū)動(dòng)最新成果:BG-TFT技術(shù)和非晶體C12A7電子化合物

作者: 時(shí)間:2013-09-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

9月11日,在日經(jīng)BP社與中國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)液晶分會(huì)共同主辦的“中國北京2013國際平板顯示產(chǎn)業(yè)高峰論壇”上,中外研究人員向與會(huì)聽眾分享了OLED驅(qū)動(dòng)相關(guān)的最新研究成果。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/222436.htm

  搭橋晶粒多晶硅薄膜晶體管

  目前,用激光退火低溫多晶硅(LTPS)技術(shù)制造出的驅(qū)動(dòng)AMOLED的薄膜半導(dǎo)體,存在均勻性、需外圍電路等問題,且成本較高。而氧化物薄膜半導(dǎo)體雖然成本低很多,但穩(wěn)定性不足,長(zhǎng)期高電流會(huì)引起半導(dǎo)體性能的變化,如閾值電壓偏移達(dá)到0.5~1V,這對(duì)解析度有較大影響,且補(bǔ)償效果不理想。

  香港科技大學(xué)顯示研究中心主任郭海成領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種稱為搭橋晶粒(Bridged-Grain)多晶硅薄膜晶體管,即BG-TFT的技術(shù)。它可以改善金屬誘導(dǎo)晶化(MIC)和固相晶化(SPC)TFT的電學(xué)特性,如明顯降低SPC和MICTFT的閾值電壓(Vth);降低SPC的偽亞閾值斜率(SS);提高載流子遷移率(μ);增加開態(tài)電流,降低關(guān)態(tài)電流;把源-漏極電流開關(guān)比率提高10倍以上。該技術(shù)可用于任何多晶硅TFT,適于大型顯示屏的生產(chǎn),兼容現(xiàn)有制造工藝,生產(chǎn)成本比準(zhǔn)分子激光晶化(ELC)低很多。

  郭海成的學(xué)生周瑋在演講中表示,BG-TFT中,狹窄的高濃度摻雜的BG區(qū)域沿溝道長(zhǎng)度方向均勻分布,摻雜類型與源漏區(qū)域相同,將柵極覆蓋下的有源層分成了很多短溝道,溝道長(zhǎng)度被曝光系統(tǒng)限制在2μm左右。相鄰的BG區(qū)域較短,表現(xiàn)出較強(qiáng)的短溝道效應(yīng)(SCE)。

  BGTFT工藝不需改造現(xiàn)有光刻版。為了形成重?fù)诫s的BG區(qū)域,可在形成有源島之前,對(duì)多晶硅層進(jìn)行選擇性的離子注入,注入的能量和深度可用制造工藝的仿真軟件計(jì)算。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),深度400nm比較合適,確保不會(huì)短路。主要步驟如圖1所示,首先形成一個(gè)光柵型的光刻膠層,然后進(jìn)行離子注入,最后去除光刻膠。

OLED驅(qū)動(dòng)最新成果:BG-TFT技術(shù)和非晶體C12A7電子化合物   

圖1對(duì)多晶硅層進(jìn)行選擇性離子注入的主要步驟

  為了將光刻膠層形成較為精密的光柵結(jié)構(gòu),若需要1μm以下的周期,可采用激光干涉光刻法或納米壓印技術(shù)。對(duì)2μm以上的周期,普通光刻設(shè)備即可,且可與柵極制造工藝同步完成。

  BG-TFT改善MIC和SPCTFT電特性的原理如下,以PMOS為例,溝道是n-摻雜,源漏和BG區(qū)域是p+摻雜。①在不通電時(shí),BG-TFT漏電很低。導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),BG線之間距離短,電阻率降低,載流子遷移率提高?! 、谠跍系婪秶鷥?nèi),電流主要沿著電阻較?。ňЫ巛^少)的路徑流動(dòng)。BG區(qū)域內(nèi),電流沿著直接導(dǎo)向下一段溝道中最導(dǎo)電路徑的方向流動(dòng),為載流子提供捷徑。

 ?、跙G-TFT相當(dāng)于很多短溝道TFT串聯(lián)在一起,短溝道效應(yīng)可降低閾值電壓,降低偽亞閾值斜率;提高載流子遷移率。短溝道TFT在較高漏-源電壓(Vds)下的漏電流,由于BG結(jié)構(gòu)的多結(jié)作用受到抑制。

  對(duì)于4K超高清電視,BG-TFT技術(shù)與其他技術(shù)的比較如圖2所示。

OLED驅(qū)動(dòng)最新成果:BG-TFT技術(shù)和非晶體C12A7電子化合物   

圖2對(duì)于4K超高清電視,BG-TFT技術(shù)與其他技術(shù)的比較。

  電子注入層新材料

  東京工業(yè)大學(xué)教授細(xì)野秀雄介紹了他發(fā)明的電子注入層新材料——非晶體(12CaO·7Al2O3:eˉ),這是一種表面光滑、透明結(jié)構(gòu)的水泥類的物質(zhì),化學(xué)性穩(wěn)定,目前可在可以在室溫條件下與固體靶材通過直流濺射成膜。適于通過n型氧化物TFT(如IGZO)的OLED驅(qū)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)和特性如圖3和圖4所示。

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圖312CaO·7Al2O3:eˉ的電結(jié)構(gòu)

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圖412CaO·7Al2O3:eˉ中的絕緣-金屬-超導(dǎo)體躍遷

  材料的主要特性有:功率非常低,工作函數(shù)是3.0eV;LUMO(LowestUnoccupiedMolecularOrbital,最低未占軌道)能級(jí)比較高;吸收光的能力非常好,為4.6eV,這是它看起來透明的關(guān)鍵因素;在多晶硅ITO上平滑度是6.0nm。

  細(xì)野秀雄透露,現(xiàn)在日本旭硝子公司已經(jīng)生產(chǎn)出非晶體,并上市銷售了。



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