主角是氧化物TFT，與有源矩陣相關(guān)的發(fā)表占了半數(shù)
[導(dǎo)讀]要問2010年“International Display Workshops（IDW ）”（會期：2010年12月1～3日，會場：福岡國際會議中心）的關(guān)鍵詞是什么，筆者可以自信地說，是氧化物TFT。第三天的會議，主角仍是氧化物TFT。
在AMD（Active
要問2010年“International Display Workshops（IDW ）”（會期：2010年12月1～3日，會場：福岡國際會議中心）的關(guān)鍵詞是什么，筆者可以自信地說，是氧化物TFT。第三天的會議，主角仍是氧化物TFT。
在AMD（Active Matrix Displays）的8個分會中，有3個會議主題是與氧化TFT有關(guān)的。此外還有會議AMD1（有1項發(fā)表）、會議AMD2（有1項發(fā)表）、會議 FLX5/AMD4（有1項發(fā)表），以及會議AMD5/OLED4（有2項發(fā)表）也做了有關(guān)氧化物TFT的發(fā)表，有源矩陣相關(guān)的會議發(fā)表中有一半講的都是氧化物TFT。
從硅（Si）到氧化物……也許我們正處于這樣一個過渡期。
三星：公開了利用第7代生產(chǎn)線試制的70英寸IGZO TFT基板的開發(fā)進展
韓國三星電子介紹了利用第7代生產(chǎn)線試制的IGZO（In-Ga-Zn-O）TFT的最新進展（論文編號：AMD8-1）。該公司在2010年11月的“FPD International 2010”上展出70英寸、240Hz驅(qū)動、UD（4K×2K）分辨率的TFT液晶面板時只做了氧化物TFT的標注，（參閱本站報道），此次則進一步表示“是利用第7代生產(chǎn)線試制的IGZO TFT”。
作為氧化物TFT實用化時所面臨的課題，三星電子提到了電壓應(yīng)力導(dǎo)致的劣化、可視光及UV（紫外線）導(dǎo)致的劣化，以及鈍化效應(yīng)（低壓下的劣化）。并且該公司還認為，導(dǎo)入刻蝕阻擋層是解決這些課題的最可靠手段。以柵極絕緣膜使用SiOx和SiNx的兩種TFT來比較的話，雖然兩者在初期特性上無多大差別，但偏壓應(yīng)力試驗顯示，使用SiOx的TFT要穩(wěn)定得多，光照劣化試驗也得了同樣的結(jié)果。據(jù)該公司介紹，亞帶隙DOS與光照劣化試驗的Vth漂移量存在反關(guān)聯(lián)特性，可通過優(yōu)化退化條件來減少價帶（Valence Band）附近的DOS，因此可靠性能夠得到進一步提高。
友達光電：進行了涂布型IZO、65英寸IGZO及IGZO穩(wěn)定性的3項發(fā)表
臺灣友達光電（AUO）在氧化物TFT的3個分會上各發(fā)表了1項內(nèi)容。
友達光電首先發(fā)表的是使用半色調(diào)掩模和O2等離子灰化工藝，以溶膠-凝膠法形成的涂布型IZO（In-Zn-O）TFT（論文編號：AMD7-3）。TFT的構(gòu)造方面，柵電極采用MoW（300nm），柵絕緣膜采用SiNx（300nm），溝道部采用IZO（30nm），源極/漏極（S/D）金屬采用AlNd（100nm）。遷移率略低，為0.33cm2/Vs，但卻實現(xiàn)了7位數(shù)的導(dǎo)通/截止比，S值也為較出色的0.35V/dec，Vth為－1.15V。
第2項發(fā)表與友達光電在IGZO TFT方面的最新開發(fā)動向有關(guān)（論文編號：AMD8-4L）。友達光電原來一直在進行平面型的開發(fā)，但在背溝道刻蝕型方面也通過IGZO表面處理及改進鈍化膜確保了良好的特性。不過其可靠性在2000秒VGS＝30V（80℃）的BTS試驗中為1.5V，在2000秒VGS＝－30V（80℃）的BTS試驗中為－7V，還不夠充分，今后還需要改進。友達光電利用該背溝道刻蝕型IGZO TFT試制了65英寸、360Hz驅(qū)動的全高清液晶面板。
在回答問題的環(huán)節(jié)中，東京工業(yè)大學(xué)教授細野秀雄曾經(jīng)提問到：“以發(fā)表人員拿出的圖紙來看，不是Cu布線的話65英寸面板就無法實現(xiàn)360Hz驅(qū)動，而此次的面板為何能夠以Al布線進行工作呢？”。對于這一問題，筆者想借此機會來做一下補充說明。使TFT遷移率和金屬布線的電阻值發(fā)生改變時能夠?qū)崿F(xiàn)的分辨率和工作頻率對TFT遷移率的依存性最高，金屬布線的影響要小于遷移率的影響。此次開發(fā)的IGZO TFT的遷移率非常高，因此以Al布線也可實現(xiàn)360Hz驅(qū)動。而在4K×2K的分辨率下實現(xiàn)240Hz以上的高速驅(qū)動時就需要Cu布線了。
圖1：友達光電利用其開發(fā)的IGZO TFT試制的65英寸、360Hz驅(qū)動的全高清液晶面板（點擊放大）
第3項發(fā)表是與漏極感應(yīng)勢壘降低效應(yīng)（DIBL：Drain Induced Barrier Lowering）和寄生TFT導(dǎo)致IGZO TFT特性不穩(wěn)定相關(guān)的內(nèi)容（論文編號：AMD9-3）。為了分析TFT劣化的機理，友達光電提出了IGZO中H2O分子的運動模型。并表示，要想確?？煽啃裕匾氖且軌蚩刂破骷械腍2O分子，只要通過6小時的最終退火即可將H2O分子從溝道區(qū)域中基本去除掉，使特性趨于穩(wěn)定。
東芝：通過中間退火工藝來確保可靠性
東芝發(fā)表了通過優(yōu)化中間退火工藝確保了可靠性的IGZO TFT（演講編號：AMD9-2）（參閱本站報道）。TFT的構(gòu)造為帶有刻蝕阻擋層的反錯列型（Inverted Staggered Type)。與形成S/D金屬后在N2氣體中進行250℃最終退火不同，此次是在形成刻蝕阻擋層后加入了320℃中間退火工序，使可靠性得到了提高。雖然個人認為通過追加中間退火來提高可靠性是較為合理的做法，但還有不同見解認為，“通過在2％的H2中進行200℃混合氣體退火，也可憑借陷阱密度的減少使可靠性得到改善”。
東芝利用該IGZO TFT試制了有機EL面板。面板的指標如下。3.0英寸，160×RGB×120像素，像素電路為簡單的2T 1C，底面發(fā)光型，采用“白色有機EL＋彩色濾光片”方式。開口率為40％。發(fā)光范圍內(nèi)（36點檢測）的發(fā)光均一度為1.1％（50cd/m2），TFT的均一性出色，無需配備偏差補償電路。
工藝開發(fā)趨勢日益明顯
此次的IDW凸顯出了氧化物TFT在工藝開發(fā)上的大趨勢。在非結(jié)晶硅及多結(jié)晶硅TFT領(lǐng)域，業(yè)界正在開發(fā)通過氫化處理填充懸空鍵后盡量去除氫的工藝，而在氧化物TFT方面，由于氫會導(dǎo)致氧缺陷，因此還需要開發(fā)盡量減少氫影響的工藝。由不得不加入的氫所導(dǎo)致的缺陷必須要通過后退火進行恢復(fù)。相反，只要能夠充分控制這一氫影響，實用化就只是時間問題了。（特約撰稿人：松枝 洋二郎，臺灣友達光電）
在AMD（Active Matrix Displays）的8個分會中，有3個會議主題是與氧化TFT有關(guān)的。此外還有會議AMD1（有1項發(fā)表）、會議AMD2（有1項發(fā)表）、會議 FLX5/AMD4（有1項發(fā)表），以及會議AMD5/OLED4（有2項發(fā)表）也做了有關(guān)氧化物TFT的發(fā)表，有源矩陣相關(guān)的會議發(fā)表中有一半講的都是氧化物TFT。
從硅（Si）到氧化物……也許我們正處于這樣一個過渡期。
三星：公開了利用第7代生產(chǎn)線試制的70英寸IGZO TFT基板的開發(fā)進展
韓國三星電子介紹了利用第7代生產(chǎn)線試制的IGZO（In-Ga-Zn-O）TFT的最新進展（論文編號：AMD8-1）。該公司在2010年11月的“FPD International 2010”上展出70英寸、240Hz驅(qū)動、UD（4K×2K）分辨率的TFT液晶面板時只做了氧化物TFT的標注，（參閱本站報道），此次則進一步表示“是利用第7代生產(chǎn)線試制的IGZO TFT”。
作為氧化物TFT實用化時所面臨的課題，三星電子提到了電壓應(yīng)力導(dǎo)致的劣化、可視光及UV（紫外線）導(dǎo)致的劣化，以及鈍化效應(yīng)（低壓下的劣化）。并且該公司還認為，導(dǎo)入刻蝕阻擋層是解決這些課題的最可靠手段。以柵極絕緣膜使用SiOx和SiNx的兩種TFT來比較的話，雖然兩者在初期特性上無多大差別，但偏壓應(yīng)力試驗顯示，使用SiOx的TFT要穩(wěn)定得多，光照劣化試驗也得了同樣的結(jié)果。據(jù)該公司介紹，亞帶隙DOS與光照劣化試驗的Vth漂移量存在反關(guān)聯(lián)特性，可通過優(yōu)化退化條件來減少價帶（Valence Band）附近的DOS，因此可靠性能夠得到進一步提高。
友達光電：進行了涂布型IZO、65英寸IGZO及IGZO穩(wěn)定性的3項發(fā)表
臺灣友達光電（AUO）在氧化物TFT的3個分會上各發(fā)表了1項內(nèi)容。
友達光電首先發(fā)表的是使用半色調(diào)掩模和O2等離子灰化工藝，以溶膠-凝膠法形成的涂布型IZO（In-Zn-O）TFT（論文編號：AMD7-3）。TFT的構(gòu)造方面，柵電極采用MoW（300nm），柵絕緣膜采用SiNx（300nm），溝道部采用IZO（30nm），源極/漏極（S/D）金屬采用AlNd（100nm）。遷移率略低，為0.33cm2/Vs，但卻實現(xiàn)了7位數(shù)的導(dǎo)通/截止比，S值也為較出色的0.35V/dec，Vth為－1.15V。
第2項發(fā)表與友達光電在IGZO TFT方面的最新開發(fā)動向有關(guān)（論文編號：AMD8-4L）。友達光電原來一直在進行平面型的開發(fā)，但在背溝道刻蝕型方面也通過IGZO表面處理及改進鈍化膜確保了良好的特性。不過其可靠性在2000秒VGS＝30V（80℃）的BTS試驗中為1.5V，在2000秒VGS＝－30V（80℃）的BTS試驗中為－7V，還不夠充分，今后還需要改進。友達光電利用該背溝道刻蝕型IGZO TFT試制了65英寸、360Hz驅(qū)動的全高清液晶面板。
在回答問題的環(huán)節(jié)中，東京工業(yè)大學(xué)教授細野秀雄曾經(jīng)提問到：“以發(fā)表人員拿出的圖紙來看，不是Cu布線的話65英寸面板就無法實現(xiàn)360Hz驅(qū)動，而此次的面板為何能夠以Al布線進行工作呢？”。對于這一問題，筆者想借此機會來做一下補充說明。使TFT遷移率和金屬布線的電阻值發(fā)生改變時能夠?qū)崿F(xiàn)的分辨率和工作頻率對TFT遷移率的依存性最高，金屬布線的影響要小于遷移率的影響。此次開發(fā)的IGZO TFT的遷移率非常高，因此以Al布線也可實現(xiàn)360Hz驅(qū)動。而在4K×2K的分辨率下實現(xiàn)240Hz以上的高速驅(qū)動時就需要Cu布線了。
圖1：友達光電利用其開發(fā)的IGZO TFT試制的65英寸、360Hz驅(qū)動的全高清液晶面板（點擊放大）
第3項發(fā)表是與漏極感應(yīng)勢壘降低效應(yīng)（DIBL：Drain Induced Barrier Lowering）和寄生TFT導(dǎo)致IGZO TFT特性不穩(wěn)定相關(guān)的內(nèi)容（論文編號：AMD9-3）。為了分析TFT劣化的機理，友達光電提出了IGZO中H2O分子的運動模型。并表示，要想確?？煽啃裕匾氖且軌蚩刂破骷械腍2O分子，只要通過6小時的最終退火即可將H2O分子從溝道區(qū)域中基本去除掉，使特性趨于穩(wěn)定。
東芝：通過中間退火工藝來確保可靠性
東芝發(fā)表了通過優(yōu)化中間退火工藝確保了可靠性的IGZO TFT（演講編號：AMD9-2）（參閱本站報道）。TFT的構(gòu)造為帶有刻蝕阻擋層的反錯列型（Inverted Staggered Type)。與形成S/D金屬后在N2氣體中進行250℃最終退火不同，此次是在形成刻蝕阻擋層后加入了320℃中間退火工序，使可靠性得到了提高。雖然個人認為通過追加中間退火來提高可靠性是較為合理的做法，但還有不同見解認為，“通過在2％的H2中進行200℃混合氣體退火，也可憑借陷阱密度的減少使可靠性得到改善”。
東芝利用該IGZO TFT試制了有機EL面板。面板的指標如下。3.0英寸，160×RGB×120像素，像素電路為簡單的2T 1C，底面發(fā)光型，采用“白色有機EL＋彩色濾光片”方式。開口率為40％。發(fā)光范圍內(nèi)（36點檢測）的發(fā)光均一度為1.1％（50cd/m2），TFT的均一性出色，無需配備偏差補償電路。
工藝開發(fā)趨勢日益明顯
此次的IDW凸顯出了氧化物TFT在工藝開發(fā)上的大趨勢。在非結(jié)晶硅及多結(jié)晶硅TFT領(lǐng)域，業(yè)界正在開發(fā)通過氫化處理填充懸空鍵后盡量去除氫的工藝，而在氧化物TFT方面，由于氫會導(dǎo)致氧缺陷，因此還需要開發(fā)盡量減少氫影響的工藝。由不得不加入的氫所導(dǎo)致的缺陷必須要通過后退火進行恢復(fù)。相反，只要能夠充分控制這一氫影響，實用化就只是時間問題了。（特約撰稿人：松枝 洋二郎，臺灣友達光電）
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