[发明专利]显示器件的阻隔材料

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2012年3月9日提交的序号为61/609,045的在先美国临时专利申请的优先权权益。

背景技术

显示器件已经生产用于范围广泛的电子应用，例如平板电视(TV)、平面监视器、移动式电话、MP3播放器、电子书或电子书阅读器、和个人数字助手(PDA)等等。显示器件设计成通过向液晶施加电场来产生想要的图像，所述液晶填充两衬底之间的间隙并具有各向异性的介电常数来控制介电场的强度。通过调节传送过所述衬底的光的量，可以有效控制光和图像强度、图像质量、和/或功耗。

用于平板显示器的薄膜晶体管(TFT)得益于较低的加工温度(例如，350℃或更低)，使得可以使用比当前使用的衬底或玻璃更轻和价格更便宜的替代衬底。各种显示器件，例如有源矩阵液晶显示器(AMLCD)或有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)，可以用作使用触摸屏板的显示器件的光源。非晶氧化物半导体(AOS)、透明的非晶氧化物半导体(TAOS)或金属氧化物材料迅速出现作为TFT的替代材料，其提供比玻璃更高的性能，改善了所述器件的电性能，并且可在较低温度下加工。被认为是TFT替代品的AOS、透明非晶氧化物半导体(TAOS)或金属氧化物材料的例子包括氧化铟镓锌(IGZO)、a-IGZO(非晶氧化镓铟锌)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化铝铟(AlInOx)、氧化锌锡(ZTO)、氮氧化锌(ZnON)、氧化镁锌、氧化锌(ZnO)及其变体。虽然它们具有超过传统材料的优点，但这些材料具有约350℃或更低的温度加工限制。另外，这些膜可以沉积在塑料衬底上，将它们的温度加工限制降至约200℃。此外，某些AOS、TAOS或金属氧化物材料可由于在相邻的钝化栅极绝缘层中存在氢原子、或由于与透明非晶氧化物半导体(TAOS)或金属氧化物材料二者反应而受损，从而导致电流漏泄或其他类型的器件故障。

参考文献“Influence of Passivation Layers on Characteristics of a-InGaZnO Thin-Film Transistors”，Liu等，Electron Device Letters，IEEE，第32卷(2)，(20110，161-63页(“Liu等”)，研究了在顶上由氧化硅和氮化硅构成的双重钝化层的沉积条件对a-InGaZnO TFT的阈电压(Vt)的影响。Liu等采用的试验结构由用作栅电极的具有硅衬底的p-型硅晶片、200纳米(nm)厚的充当栅极绝缘层的热生长二氧化硅层、45nm厚的源/漏(Al)电极邻接50nm厚的a-IGZO沟道层组成。所述Al电极和a-IGZO层顶部具有由30nm氧化硅层和180nm厚的氮化硅层构成的双重钝化层。所述氧化硅和氮化硅膜通过分别在200℃使用SiH₄/N₂O/N₂和在250℃使用SiH₄/NH₃/N₂进行等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)而沉积。所述TFT的阈电压(VT)由于上方钝化层引起的机械应力而显著漂移。通过调节钝化过程期间氮化硅顶层的沉积参数，可以调整所述TFT的性能。在双重钝化之后优化的a-InGaZnO TFT展现出以下特性：场效应迁移率为11.35cm²/V·s，阈电压为2.86V，亚阈值摆幅为0.5V，和开关比为10⁸。