氧化物薄膜晶体管简介

氧化物薄膜晶体管和非晶硅薄膜晶体管的主要区别是电子通道的材料是氧化物而不是非晶硅。常用的衬底为二氧化硅。薄膜晶体管主要应用于液晶显示器（LCD）和有机发光半导体（OLED）中。在传统的晶体管中，半导体材料为衬底，如晶圆。

薄膜晶体管（thin film transistor, TFT）是平板显示的核心器件，不论AMLCD显示还是AMOLED显示，其每一个像素都依赖TFT进行开关和驱动。根据TFT有源层半导体材料的不同，当前主流的TFT技术可分为氢化非晶硅（a-Si:H）TFT、低温多晶硅（low-temperature poly-Si, LTPS。TFT和非晶氧化物（AOS）TFT。

其中，a-Si:HTFT和poly-Si TFT已经在平板显示面板工艺中实现了大面积产业化。然而，a-Si:H TFT较低的迁移率（<1cm²/Vs）不能满足下一代平板显示的驱动要求，而poly-Si TFT较差的大面积均匀性使其主要面向小尺寸显示的应用中。

另一方面，氧化物TFT以其迁移率较高（几~几十cm²/Vs）、大面积均匀性较好、制备工艺温度较低等诸多优势被认为最有可能应用于下一代平板显示中。

近年来，在消费者更好的观看体验要求的驱动下，对显示器画质的要求越来越高。对显示器而言，分辨率和帧频是其主要参数，其中分辨率代表显示器像素的多少，帧频则表示显示器在每一秒内显示的图像的数量。显然，高分辨率、高帧频下更易获得更好的观看体验。分辨率为1024×768的AMLCD像素,以行扫描方式为例，在每一帧内某一行像素的选通阶段内，TFT器件需对像素电容完成充电。

因此，随着分辨率的提高，选通时间减少，这就要求TFT能提供更大的驱动电流以完成对电容的充电。同样，随着帧频的提高，对TFT的电流驱动能力要求也越来越高。迁移率是衡量TFT电流驱动能力的关键参数，不同分辨率和帧频下各TFT技术可满足显示要求的情况 。

以非晶铟镓锌氧（a-IGZO）为代表的主流金属氧化物TFT迁移率（一般< 30cm²/Vs）虽然可以满足4K×2K等高清显示器的要求，但是随着分辨率和帧频的不断提高，更高迁移率（> 30cm²/Vs）的新型氧化物半导体材料的开发将成为必须。

氧化物TFT通常采用底栅交错结构，具体的制备工艺又可分为背沟道刻蚀工艺（BCE）和刻蚀阻挡层工艺（ESL）。其中，BCE工艺通过直接刻蚀源/漏导电薄膜图形化形成源/漏电极，研究发现不论采用干法刻蚀还是湿法刻蚀，源/漏直接图形化过程中的过刻蚀步骤将会对氧化物半导体有源层带来影响，进而造成器件特性变差。

而ESL工艺则通过在有源层之上淀积刻蚀阻挡层使得有源层不受源/漏图形化所带来的影响，因此易得到较好的器件特性。但是刻蚀阻挡层的淀积和图形化将增加器件制备工艺的复杂度，此外对准误差的考虑还使得ESL工艺制备的器件沟道长度无法很短，同时栅电极和源/漏电极之间较大的交叠量将引入较大的寄生电容因而限制器件在高速电路中的应用。

BCE工艺以其工艺更简单以及在scaling down方面的优势受到了较多的关注，但是如何优化源/漏刻蚀工艺以减小过刻蚀对器件特性带来的不利影响成为了其研究重点。此外，如何优化钝化层制备工艺以减小钝化层的淀积给器件带来的不利影响同样是关注点，例如采用PECVD生长二氧化硅钝化层时可能会在有源层中引入过量的氢导致器件无法获得正常关断特性等。

另一方面，为了进一步简化工艺同时减小寄生电容，顶栅自对准工艺作为氧化物TFT制备的另一种选择方案同样受到了关注 。2100433B

薄膜晶体管（TFT）在平板显示领域有着广泛的应用。铟锌氧化物薄膜晶体管具有电子迁移率高、开关比大、均匀性好、透光性佳、电学稳定性好等优点，在平板显示及柔性集成电路等方面取得广泛应用。铟锌氧化物薄膜具有高迁移率和电阻率可控的特点，是一种有前景的氧化物半导体材料，已被用于制备氧化物薄膜晶体管。

非晶硅薄膜晶体管（a-Si：H TFT--amorphous silicon thin film transistor）沟道采用非晶硅材料制成。由于非晶硅可以淀积在各种大面积的衬底上，所以生产成本低廉，得到了广泛的应用。

中文名称

非晶硅薄膜晶体管

英文名称

α-Si∶H thin film transistor,TFT

定　　义

利用氢化非晶硅具有敏感的场效应特性制备的薄膜场效应晶体管。具有很低的关断电流和很高的开关电流比，广泛用于液晶显示屏和平面摄像器件的地址矩阵。

应用学科

材料科学技术（一级学科），半导体材料（二级学科），非晶和微晶半导体材料（三级学科）

分类：

氧化物按照是否与水生成盐，以及生成的盐的类型可分为：酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物、假氧化物、过氧化物、超氧化物、臭氧化物和类似的氧化物九类。另外还有很多复杂的氧化物。）

氧化物属于化合物，（当然也一定是纯净物）。其组成中只含两种元素，其中一种一定为氧元素（定义）。另一种若为金属元素，则为金属氧化物；若为非金属元素，则为非金属氧化物。