新型杂化金属氧化物薄膜晶体管开发

Amorphous oxide semiconductor thin-film transistors (AOS-TFTs) have attracted great attention in the flat panel display (FPD) technology, due to their moderate mobility, good uniformity and easy fabrication of larger size. However, AOSs are susceptible to chemical solution and plasma process, which leads to the difficulties in fabrication, and hinders the commercialization of AOS-TFTs. Moreover, a relative low mobility and poor stabilities in AOSs, compared with low-temperature poly-Si (LTPS), would result in the increase of power consumption and a failure to narrow bezel in FPD applications. In this project, we are going to develop Lanthanum rare earth doped In-Zn-O (LIZO) metal oxide as active layer. Based on the understanding of optimized LIZO-TFT, we will try to fabricate a hybrid TFT composed of LIZO and carbon nanofilms with different structures such as amorphous carbon film, carbon nano tube and graphene. The carbon nanofilms would be employed as a modified layer or hybrid-channel layer to simplify the TFT process or enhance the mobility and stability of LIZO-TFT, respectively. We would like to develop and mature the making processes of hybrid LIZO-TFT. Furthermore,the details of mechanism of electrical transport in the hybrid device would be discussed

非晶金属氧化物半导体薄膜晶体管（AOS-TFT），由于具有较高迁移率、出色的均匀性以及易大尺寸化的特点，被认为是驱动有机发光显示和高分辨率液晶最理想的有源层材料。但是AOS材料非常敏感，导致其AOS-TFT制造工艺相对复杂，生产成本较高，良品率低。另一方面，AOS-TFT与低温多晶硅技术相比，还存在迁移率低、稳定较差的问题。这使得其在降低屏幕功耗和窄边框化等方面存在瓶颈。本项目使用自主开发的镧系稀土掺杂的铟-锌（LIZO）氧化物半导体作为有源层材料。在掌握LIZO-TFT器件物理特性的基础上，采用非晶碳、碳纳米管以及石墨烯等不同结构的碳纳米薄膜与LIZO材料结合，制作杂化TFT器件。通过器件结构设计、制膜工艺优化，简化LIZO-TFT制程以及提高器件在迁移率和稳定性方面的性能。将开发涉及杂化器件制作的关键工艺。并研究各界面之间相互作用对TFT性能的影响，建立杂化器件中载流输运模型。

非晶金属氧化物半导体薄膜晶体管（AOS-TFT），由于具有较高迁移率、出色的均匀性以及易大尺寸化的特点，被认为是驱动有机发光显示和高分辨率液晶最理想的有源层材料。但是AOS材料非常敏感，导致其AOS-TFT制造工艺相对复杂，生产成本较高，良品率低。另一方面，AOS-TFT与低温多晶硅技术相比，还存在迁移率低、稳定较差的问题。这使得其在降低屏幕功耗和窄边框化等方面存在瓶颈。.本项目使用自主开发的镧系稀土掺杂的铟-锌（Ln-IZO）氧化物半导体作为有源层材料。成功开发了具有光稳定性的新型氧化物材料。并且通过对镧系稀土元素掺杂作用的解析，提出了光稳定性提高的定性模型。并且基于该新型的氧化物材料成功实现了良好的TFT特性，迁移率高于30 cm2/Vs，同时取得了良好的稳定性。基于非晶纳米碳薄膜的引入，我们解决了在氧化物TFT中背沟道刻蚀结构难以实现的难题。通过采用溅射方法制备非晶碳纳米薄膜，通过调控非晶薄膜和接触电极的制备工艺，实现性了良好的器件性能。通过对薄膜晶体管器件的深入理解，我们利用镧系掺杂的氧化物半导体材料作为基础的器件，基于PI基材开发了整套柔性AMOLED制作工艺。.新材料，结构能够有效带动TFT技术及微电子、光电子、高分子、新材料和高精度加工等一系列领域的新技术的研发和工艺水平，将可能带动一系列上下游行业的发展，城市区域经济、城市整体经济的发展，推动社会经济的发展。同时，项目也已经与TCL、华星光电、创维、BOE、和辉光电、信利等国内显示产业龙头企业建立了良好的合作关系，通过技术合作开发、技术转移和授权等方式实现平台技术成果向产业的转化，产生了良好的经济效益。