3.5.2 高性能AOS TFT

以IGZO为代表的AOS TFT的迁移率达到10cm2·V-1·s-1，已经在大尺寸柔性显示中得到商业化应用。面向高分辨率、高刷新率的显示应用，AOS TFT的性能还有待进一步提高，一方面可以利用AOS组分多样化的优势，开发迁移率高、稳定性好的AOS沟道层材料；另一方面，需要微缩器件的尺寸，缩短载流子在器件中的输运距离，减小寄生电容，以提升器件的工作速度，并且提高集成度。

1）高迁移率AOS沟道层材料

对比LTPS，AOS一个重要的优势是可以通过不同组分的材料设计来提高或调节性能。虽然IGZO已经进入量产，但其迁移率（约为10cm2·V-1·s-1）还有很大的提升空间。通过对工艺的调控，可以显著提高器件的迁移率，然而器件的稳定性和工艺窗口会受到影响。通过不同组分多元AOS材料的设计，将有望突破现有IGZO体系在迁移率和稳定性方面的瓶颈。考虑到通过单层沟道层调控同时满足迁移率、稳定性和阈值电压等特性要求的难度，可以采用双层沟道层的设计，结合具有高迁移率的薄 AOS 沟道层和稳定性好的 AOS 保护层。这样制备的器件能够很好地兼具两者的高迁移率和稳定性的特性，并且可以对阈值电压进行调控。不同材料组分的调整和双层沟道层的设计，为AOS TFT的性能提升与优化提供了很大的空间，所制备的AOS器件的最高迁移率已经超过了50cm2·V-1·s-1。

2）器件尺寸微缩和减小寄生电容

为了提升AOS TFT的开关速度，需要微缩器件特征尺寸和减小寄生电容。基于非晶的特性，AOS TFT在短沟道情况下，一致性不会受到太大影响，因此对比LTPS TFT，具有更好的尺寸微缩的潜力。当沟道长度缩短后，源/漏电极与栅电极交叠形成的寄生电容成为影响器件工作速度的瓶颈。图3-7所示为三种常用AOS TFT结构及其特征尺寸的示意图。反交错型的器件结构工艺步骤简单，并且具有较小的特征尺寸，但栅极与源/漏极交叠产生的寄生电容成为影响器件开关速度的瓶颈。为了减小寄生电容，不少工作采用正共面（顶栅顶接触）的器件结构，可以通过自对准栅的工艺，大大减小栅极与源/漏极间的寄生电容，并且实现了高性能的AMOLED显示。然而，正共面结构需要更多的掩模版数目和较大的器件面积。

图3-7 三种常用AOS TFT结构及其特征尺寸的示意图