主角是氧化物TFT，与有源矩阵相关的发表占了半数
时间：2011-09-06 08:30:00
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[导读]要问2010年“International Display Workshops（IDW ）”（会期：2010年12月1～3日，会场：福冈国际会议中心）的关键词是什么，笔者可以自信地说，是氧化物TFT。第三天的会议，主角仍是氧化物TFT。
在AMD（Active
要问2010年“International Display Workshops（IDW ）”（会期：2010年12月1～3日，会场：福冈国际会议中心）的关键词是什么，笔者可以自信地说，是氧化物TFT。第三天的会议，主角仍是氧化物TFT。
在AMD（Active Matrix Displays）的8个分会中，有3个会议主题是与氧化TFT有关的。此外还有会议AMD1（有1项发表）、会议AMD2（有1项发表）、会议 FLX5/AMD4（有1项发表），以及会议AMD5/OLED4（有2项发表）也做了有关氧化物TFT的发表，有源矩阵相关的会议发表中有一半讲的都是氧化物TFT。
从硅（Si）到氧化物……也许我们正处于这样一个过渡期。
三星：公开了利用第7代生产线试制的70英寸IGZO TFT基板的开发进展
韩国三星电子介绍了利用第7代生产线试制的IGZO（In-Ga-Zn-O）TFT的最新进展（论文编号：AMD8-1）。该公司在2010年11月的“FPD International 2010”上展出70英寸、240Hz驱动、UD（4K×2K）分辨率的TFT液晶面板时只做了氧化物TFT的标注，（参阅本站报道），此次则进一步表示“是利用第7代生产线试制的IGZO TFT”。
作为氧化物TFT实用化时所面临的课题，三星电子提到了电压应力导致的劣化、可视光及UV（紫外线）导致的劣化，以及钝化效应（低压下的劣化）。并且该公司还认为，导入刻蚀阻挡层是解决这些课题的最可靠手段。以栅极绝缘膜使用SiOx和SiNx的两种TFT来比较的话，虽然两者在初期特性上无多大差别，但偏压应力试验显示，使用SiOx的TFT要稳定得多，光照劣化试验也得了同样的结果。据该公司介绍，亚带隙DOS与光照劣化试验的Vth漂移量存在反关联特性，可通过优化退化条件来减少价带（Valence Band）附近的DOS，因此可靠性能够得到进一步提高。
友达光电：进行了涂布型IZO、65英寸IGZO及IGZO稳定性的3项发表
台湾友达光电（AUO）在氧化物TFT的3个分会上各发表了1项内容。
友达光电首先发表的是使用半色调掩模和O2等离子灰化工艺，以溶胶-凝胶法形成的涂布型IZO（In-Zn-O）TFT（论文编号：AMD7-3）。TFT的构造方面，栅电极采用MoW（300nm），栅绝缘膜采用SiNx（300nm），沟道部采用IZO（30nm），源极/漏极（S/D）金属采用AlNd（100nm）。迁移率略低，为0.33cm2/Vs，但却实现了7位数的导通/截止比，S值也为较出色的0.35V/dec，Vth为－1.15V。
第2项发表与友达光电在IGZO TFT方面的最新开发动向有关（论文编号：AMD8-4L）。友达光电原来一直在进行平面型的开发，但在背沟道刻蚀型方面也通过IGZO表面处理及改进钝化膜确保了良好的特性。不过其可靠性在2000秒VGS＝30V（80℃）的BTS试验中为1.5V，在2000秒VGS＝－30V（80℃）的BTS试验中为－7V，还不够充分，今后还需要改进。友达光电利用该背沟道刻蚀型IGZO TFT试制了65英寸、360Hz驱动的全高清液晶面板。
在回答问题的环节中，东京工业大学教授细野秀雄曾经提问到：“以发表人员拿出的图纸来看，不是Cu布线的话65英寸面板就无法实现360Hz驱动，而此次的面板为何能够以Al布线进行工作呢？”。对于这一问题，笔者想借此机会来做一下补充说明。使TFT迁移率和金属布线的电阻值发生改变时能够实现的分辨率和工作频率对TFT迁移率的依存性最高，金属布线的影响要小于迁移率的影响。此次开发的IGZO TFT的迁移率非常高，因此以Al布线也可实现360Hz驱动。而在4K×2K的分辨率下实现240Hz以上的高速驱动时就需要Cu布线了。
图1：友达光电利用其开发的IGZO TFT试制的65英寸、360Hz驱动的全高清液晶面板（点击放大）
第3项发表是与漏极感应势垒降低效应（DIBL：Drain Induced Barrier Lowering）和寄生TFT导致IGZO TFT特性不稳定相关的内容（论文编号：AMD9-3）。为了分析TFT劣化的机理，友达光电提出了IGZO中H2O分子的运动模型。并表示，要想确保可靠性，重要的是要能够控制器件中的H2O分子，只要通过6小时的最终退火即可将H2O分子从沟道区域中基本去除掉，使特性趋于稳定。
东芝：通过中间退火工艺来确保可靠性
东芝发表了通过优化中间退火工艺确保了可靠性的IGZO TFT（演讲编号：AMD9-2）（参阅本站报道）。TFT的构造为带有刻蚀阻挡层的反错列型（Inverted Staggered Type)。与形成S/D金属后在N2气体中进行250℃最终退火不同，此次是在形成刻蚀阻挡层后加入了320℃中间退火工序，使可靠性得到了提高。虽然个人认为通过追加中间退火来提高可靠性是较为合理的做法，但还有不同见解认为，“通过在2％的H2中进行200℃混合气体退火，也可凭借陷阱密度的减少使可靠性得到改善”。
东芝利用该IGZO TFT试制了有机EL面板。面板的指标如下。3.0英寸，160×RGB×120像素，像素电路为简单的2T 1C，底面发光型，采用“白色有机EL＋彩色滤光片”方式。开口率为40％。发光范围内（36点检测）的发光均一度为1.1％（50cd/m2），TFT的均一性出色，无需配备偏差补偿电路。
工艺开发趋势日益明显
此次的IDW凸显出了氧化物TFT在工艺开发上的大趋势。在非结晶硅及多结晶硅TFT领域，业界正在开发通过氢化处理填充悬空键后尽量去除氢的工艺，而在氧化物TFT方面，由于氢会导致氧缺陷，因此还需要开发尽量减少氢影响的工艺。由不得不加入的氢所导致的缺陷必须要通过后退火进行恢复。相反，只要能够充分控制这一氢影响，实用化就只是时间问题了。（特约撰稿人：松枝 洋二郎，台湾友达光电）
在AMD（Active Matrix Displays）的8个分会中，有3个会议主题是与氧化TFT有关的。此外还有会议AMD1（有1项发表）、会议AMD2（有1项发表）、会议 FLX5/AMD4（有1项发表），以及会议AMD5/OLED4（有2项发表）也做了有关氧化物TFT的发表，有源矩阵相关的会议发表中有一半讲的都是氧化物TFT。
从硅（Si）到氧化物……也许我们正处于这样一个过渡期。
三星：公开了利用第7代生产线试制的70英寸IGZO TFT基板的开发进展
韩国三星电子介绍了利用第7代生产线试制的IGZO（In-Ga-Zn-O）TFT的最新进展（论文编号：AMD8-1）。该公司在2010年11月的“FPD International 2010”上展出70英寸、240Hz驱动、UD（4K×2K）分辨率的TFT液晶面板时只做了氧化物TFT的标注，（参阅本站报道），此次则进一步表示“是利用第7代生产线试制的IGZO TFT”。
作为氧化物TFT实用化时所面临的课题，三星电子提到了电压应力导致的劣化、可视光及UV（紫外线）导致的劣化，以及钝化效应（低压下的劣化）。并且该公司还认为，导入刻蚀阻挡层是解决这些课题的最可靠手段。以栅极绝缘膜使用SiOx和SiNx的两种TFT来比较的话，虽然两者在初期特性上无多大差别，但偏压应力试验显示，使用SiOx的TFT要稳定得多，光照劣化试验也得了同样的结果。据该公司介绍，亚带隙DOS与光照劣化试验的Vth漂移量存在反关联特性，可通过优化退化条件来减少价带（Valence Band）附近的DOS，因此可靠性能够得到进一步提高。
友达光电：进行了涂布型IZO、65英寸IGZO及IGZO稳定性的3项发表
台湾友达光电（AUO）在氧化物TFT的3个分会上各发表了1项内容。
友达光电首先发表的是使用半色调掩模和O2等离子灰化工艺，以溶胶-凝胶法形成的涂布型IZO（In-Zn-O）TFT（论文编号：AMD7-3）。TFT的构造方面，栅电极采用MoW（300nm），栅绝缘膜采用SiNx（300nm），沟道部采用IZO（30nm），源极/漏极（S/D）金属采用AlNd（100nm）。迁移率略低，为0.33cm2/Vs，但却实现了7位数的导通/截止比，S值也为较出色的0.35V/dec，Vth为－1.15V。
第2项发表与友达光电在IGZO TFT方面的最新开发动向有关（论文编号：AMD8-4L）。友达光电原来一直在进行平面型的开发，但在背沟道刻蚀型方面也通过IGZO表面处理及改进钝化膜确保了良好的特性。不过其可靠性在2000秒VGS＝30V（80℃）的BTS试验中为1.5V，在2000秒VGS＝－30V（80℃）的BTS试验中为－7V，还不够充分，今后还需要改进。友达光电利用该背沟道刻蚀型IGZO TFT试制了65英寸、360Hz驱动的全高清液晶面板。
在回答问题的环节中，东京工业大学教授细野秀雄曾经提问到：“以发表人员拿出的图纸来看，不是Cu布线的话65英寸面板就无法实现360Hz驱动，而此次的面板为何能够以Al布线进行工作呢？”。对于这一问题，笔者想借此机会来做一下补充说明。使TFT迁移率和金属布线的电阻值发生改变时能够实现的分辨率和工作频率对TFT迁移率的依存性最高，金属布线的影响要小于迁移率的影响。此次开发的IGZO TFT的迁移率非常高，因此以Al布线也可实现360Hz驱动。而在4K×2K的分辨率下实现240Hz以上的高速驱动时就需要Cu布线了。
图1：友达光电利用其开发的IGZO TFT试制的65英寸、360Hz驱动的全高清液晶面板（点击放大）
第3项发表是与漏极感应势垒降低效应（DIBL：Drain Induced Barrier Lowering）和寄生TFT导致IGZO TFT特性不稳定相关的内容（论文编号：AMD9-3）。为了分析TFT劣化的机理，友达光电提出了IGZO中H2O分子的运动模型。并表示，要想确保可靠性，重要的是要能够控制器件中的H2O分子，只要通过6小时的最终退火即可将H2O分子从沟道区域中基本去除掉，使特性趋于稳定。
东芝：通过中间退火工艺来确保可靠性
东芝发表了通过优化中间退火工艺确保了可靠性的IGZO TFT（演讲编号：AMD9-2）（参阅本站报道）。TFT的构造为带有刻蚀阻挡层的反错列型（Inverted Staggered Type)。与形成S/D金属后在N2气体中进行250℃最终退火不同，此次是在形成刻蚀阻挡层后加入了320℃中间退火工序，使可靠性得到了提高。虽然个人认为通过追加中间退火来提高可靠性是较为合理的做法，但还有不同见解认为，“通过在2％的H2中进行200℃混合气体退火，也可凭借陷阱密度的减少使可靠性得到改善”。
东芝利用该IGZO TFT试制了有机EL面板。面板的指标如下。3.0英寸，160×RGB×120像素，像素电路为简单的2T 1C，底面发光型，采用“白色有机EL＋彩色滤光片”方式。开口率为40％。发光范围内（36点检测）的发光均一度为1.1％（50cd/m2），TFT的均一性出色，无需配备偏差补偿电路。
工艺开发趋势日益明显
此次的IDW凸显出了氧化物TFT在工艺开发上的大趋势。在非结晶硅及多结晶硅TFT领域，业界正在开发通过氢化处理填充悬空键后尽量去除氢的工艺，而在氧化物TFT方面，由于氢会导致氧缺陷，因此还需要开发尽量减少氢影响的工艺。由不得不加入的氢所导致的缺陷必须要通过后退火进行恢复。相反，只要能够充分控制这一氢影响，实用化就只是时间问题了。（特约撰稿人：松枝 洋二郎，台湾友达光电）
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