用于驱动OLED的梯度微晶化微晶硅薄膜及其TFT特性研究

由于非晶硅薄膜晶体管（TFT）存在迁移率低和阈值漂移等问题，而低温多晶硅TFT存在空间分布不均匀等问题，这导致他们作为有源有机电致发光显示（AMOLED）的驱动器件需要额外复杂电路补偿。而微晶硅TFT不仅与非晶硅TFT制造工艺兼容，而且还具有LTPS TFT的器件特性，其成为AMOLED的驱动技术未来。基于此，本项目开展微晶硅TFT的研究，采用等离子增强化学气相沉积技术生长微晶硅薄膜，通过调节生长工艺实现微晶硅薄膜生长梯度微晶化；采用光刻工艺制备微晶硅TFT；利用等离子表面调制SiNx/微晶硅界面，通过光、热和电等多场耦合对微晶硅薄膜以及器件进行处理。通过材料微观分析、器件特性测试与分析等方法，弄清TFT用微晶硅生长机理；建立微晶硅TFT器件特性和稳定性与微晶硅及界面之间的关系；揭示微晶硅TFT的稳定性机制。

由于非晶硅薄膜晶体管（TFT）存在迁移率低和阈值漂移等问题，而低温多晶硅TFT 存在空间分布不均匀等问题，这导致他们作为有源有机电致发光显示（AMOLED）的驱动器件需要额外复杂电路补偿。而微晶硅TFT 不仅与非晶硅TFT 制造工艺兼容，而且还具有LTPS TFT 的器件特性，其成为AMOLED 的驱动技术未来。基于此，本项目开展微晶硅TFT 的研究，采用等离子增强化学气相沉积技术生长微晶硅薄膜，通过调节生长工艺实现微晶硅薄膜生长梯度微晶化；采用光刻工艺制备微晶硅TFT；利用等离子表面调制SiNx/微晶硅界面，通过光、热和电等多场耦合对微晶硅薄膜以及器件进行处理。通过材料微观分析、器件特性测试与分析等方法，弄清TFT 用微晶硅生长机理；建立微晶硅TFT 器件特性和稳定性与微晶硅及界面之间的关系；揭示微晶硅TFT 的稳定性机制。. 有机电致发光（OLED）以其响应速度快、可柔性、低功率、超薄、宽视角、全固态显示等优点引起了显示研究者的关注，近年来特别是有源矩阵有机电致发光显示（AM OLED）在大尺寸、高分辨率、柔性显示领域有着广泛的前景。AMOLED技术涉及到背板TFT、OLED、封装三部分技术。. 本课题针对TFT技术，主要研究了工艺参数对绝缘层SiNx和SiO2的性能影响，并系统的研究了微晶硅薄膜的性能，通过拉曼光谱测试得到了微晶硅薄膜的晶化度可以根据工艺条件的不同进行调控。研究了影响微晶硅薄膜的影响因素。制备了底栅结构的非晶硅TFT器件，微晶硅TFT器件，得到了器件的半导体开关性能，设计了微晶硅TFT驱动的7英寸AM OLED显示屏，进行流片，制造TFT阵列基板，集成TFT基板、OLED蒸镀、驱动技术实现的AMOLED动态显示。在前期研究的基础上我们开展了非晶铟镓锌氧薄膜晶体管（IGZO-TFT），结果表明室温制备的IGZO薄膜为非晶态且薄膜表面均匀平整，可见光透射率大于80%。获得的a-IGZO TFT器件的场效应迁移率大于10.0cm2/Vs,开关比约为107，阈值电压为1.2V，偏压应力测试说明a-IGZO TFT阈值电压右移。