- “新一代显示器”发展的关键 详解IGZO技术

　　IGZO屏幕技术障碍、缺点及解决方案

　　IGZO存在着一些本质上的缺点。首先是新型材料普遍存在的长时间工作可靠度与稳定性问题，寿命短。另外，IGZO对水以及氧都相当敏感，所以必须在它表面镀上一层保护层，来隔离空气中的氧气和水蒸气。IGZO并不是完美的材料，但是目前来讲，它确实是屏幕的最佳的选择。IGZO TFT的工作特性对周围气氛很敏感，如氧气，湿气，氢的含量等。可以这样解释，在还原氛围中退火会形成氧缺陷，或者在包含H2的气氛中退火掺入的H，或者在低温下离子注入都很容易的增加半导体导电性。氧缺陷和H掺杂充当了浅施主，同时产生移动电子。这个问题可以解决，通过使用顶保护层（钝化层）包含SiOx，SiNx或者类似的东西，可以隔绝O-，H2O-，或者H-相关的分子的渗透和扩散。另一方面，对于还原气氛与氢的这种敏感可以被利用，来形成改善的源漏极接触。

　　另外a-IGZOTFT的光响应。亚带隙光响应源于VBM上的亚带隙缺陷态密度（DOS）。因此，亚带隙光响应可以通过移除深DOS来解决，它的存在可以在一定程度上通过选择合适的沉积条件来控制。

　　虽然金属氧化物相对于非晶硅和低温多晶硅具有很多优势，但是其也存在一些不足。图4为IGZOTFT在高温偏压稳定性测试过程中，其特性变化情况。可以看出在负偏压下IGZO TFT Vth变化幅度很大，最大达到10V。在显示过程中，TFT大部分时间是处于关闭的状态，所以Vth漂移是TFT不稳定的主要特征。TFT特性的长期稳定性，真正源头来自持续偏压下的所形成的受主型电子陷阱。另外也有指出不稳定性部分原因来源于O-，H2O-相关的分子的吸附和解吸，而合适的钝化层的使用可以改善稳定性。

　　IGZO TFT在偏压可靠性测试中转移特性曲线变化情况（a）Vgs=35V，温度60℃（b）Vgs=-35V，温度60℃， Vds=10V

　　除了栅极负向偏压会对TFT特性产生影响，光照是另外一个不可忽略因素。如下图所示为IGZOTFT在无光照以及光照条件下，TFT转移曲线变化情况，可以看出随着光强的增加，Vth表现为向负向移动。

　　沟道在光照下转移特性曲线变化情况

　　为什么oxide TFT适合大尺寸超高清显示面板

　　Oxide TFT是一种薄膜晶体管，比普通的非晶硅（a-Si）TFT电子迁移率（电子移动的速率）快几十倍，Oxide TFT可提高液晶面板像素的透过率，较易实现高精细化、高解析度和更大尺寸。

　　目前，大尺寸面板普遍采用a-SiTFT驱动。随着显示屏分辨率越高画面尺寸越大，Gate Line数目和Gate Line 长度会增加，Gate是将输入的信号依次驱动，因此会引发信号传达延误等问题，且a-Si TFT迁移率很低，导致像素点无法在有限的时间内充满电，从而无法正常显示。

　　一般来讲，实现55inch 4K规格以上的显示面板，一方面需采用铜制程降低RC延迟，另一方面需采用迁移率更高的Oxide TFT。

　　现在，大部分家庭都有42inch以上的液晶电视，但是如果你走近电视摸一摸它的屏幕，是不是感觉很热？发热是合理的，因为它采用a-Si TFT，TFT尺寸必须做大才能驱动。然而TFT尺寸大了就会影响像素透过率，要达到一定亮度，必须提高背光源的功率，所以电视机就会发热。但是如果采用Oxide TFT，功率会下降很多，发热也就不会那么严重了。