[00150033]新型薄膜晶体管器件与电路及其应用

进入21世纪,以薄膜晶体管（TFT）液晶显示（LCD）为代表的平板显示（FPD）产业已成为新世纪国际上发展最快的高科技信息产业之一。就平板显示技术而言,薄膜晶体管（TFT）技术是其核心技术。不论是目前呈主流的有源矩阵液晶显示（AM－LCD）,还是将来极有可能成为主流的新型显示,如有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）显示、柔性显示等,都是建立在TFT技术之上的。而TFT技术正在从传统的硅基TFT技术向更先进的金属氧化物TFT技术迈进。 我国的显示面板企业目前均采用传统的a-Si TFT技术,但随着显示技术的发展,对TFT的性能要求不断提高,传统的a-Si-TFT由于性能不够高、稳定性不够强,已不能满足显示技术发展的要求。而LTPS-TFT虽然具有高的器件性能和好的稳定性,但由于晶粒间界的存在,器件性能严重不均匀。并且受工艺本身的限制,面板制造成本高,且难以大尺寸化等。因此,未来的面板TFT技术必将是具有高性能、高稳定、低成本和可大尺寸的金属氧化物TFT技术。因此,我国的TFT面板企业必须尽快掌握氧化物TFT制造技术,不然会被日韩台等先进国家和地区拉开技术差距,使得我们做大做强平板显示产业的愿望难以实现。因此在我国尽快开发出自主知识产权的氧化物TFT技术不仅重要而且必要。我们发明的技术可帮助我国相关的平板显示企业快速实现从硅基TFT向氧化物TFT技术的转变。 另外,显示器另一个发展方向是窄边甚至无边框化。采用的主要方法是将栅驱动（GOA）电路用TFT技术集成到面板上。这一技术最早在日韩台实现且主要专利均被他们所占有,我国面板企业缺乏这方面自主产权的核心专利。因此在我国尽快开发出自主知识产权的TFT集成电路,特别是GOA技术不仅重要而且必要。本开发团队在合作企业的委托下是国内最早开发GOA技术的团队,已经开发出一批具有自主知识产权的GOA以及相关的专利技术,并在企业得到应用。 在器件技术方面,我们开发的金属氧化物TFT技术是目前最先进的背沟道刻蚀（BCE）型非晶铟镓锌氧（a-IGZO）TFT技术。该技术制造的TFT具有高性能、高稳定性和低成本等优势,并且技术本身具有完全的自主知识产权。此外,我们开发的BCE-a-IGZO TFT制程可以与铜工艺很好结合,也是国际上唯一可以实现栅电极和源漏电极自对准的制程技术。这一技术可大大减小器件的寄生效应,使得显示器的性能和质量进一步提高。 在TFT集成电路技术方面,所开发的面板上TFT集成的栅驱动（GOA）电路具有功耗低、寿命长、结构简单和单元面积小等优势。该技术具有完全的自主知识产权,已经实现了上规模的产业化。此外所开发的有源矩阵有机发光二极管显示（AMOLED）的像素电路,结构简单,可由2个晶体管组成,驱动方法新颖,可充分补偿器件特性的漂移和不均匀引起的图像质量问题。以上技术已获得美国和中国发明专利,研究成果也在国际最权威的学术期刊和国际学术会议上发表,得到国内外同行的充分肯定。 所发明技术一部分是我们根据国际显示技术发展的方向自行设立和开发的,而大部分发明是在进行企业委托的技术开发过程中形成的。所形成的技术都是企业的技术更新换代所需要的。我们开发的BCE-a-IGZOTFT技术与目前平板企业的a-Si TFT制程相当兼容,所开发的电路技术也是基于目前面板厂家的制造工艺级别之上的。因此所发明技术得到实际应用是完全可行的。实际上,所发明技术的一部分已经转让给企业进行新成品的开发,一部分已经在企业直接实现了产业化。 所发明技术的成功应用可以促进显示技术进一步向高分辨率、低功耗、大尺寸、无边框和柔性化方向发展。同时也有望促进主流显示技术从TFT-LCD向TFT-OLED的转变。