저온 Poly-Si TFT 소자의 Hysteresis 특성 개선

Improvement of Hysteresis Characteristics of Low Temperature Poly-Si TFTs

AMOLED 디스플레이는 LCD에 비해 넓은 시야각, 빠른 응답 속도, 박막화의 용이성 등의 많은 장점들을 갖고 있으나 불균일한 TFT의 전기적 특성과 전원선의 전압 강하에 의한 휘도 불균일, 잔상 현상 및 수명 등과 같은 많은 문제점들이 있다. 이 중에서 본 논문에서는 구동 TFT 소자의 hysteresis 현상에 의해 발생하는 가역적 잔상 현상을 개선하고자 한다. TFT의 hysteresis 특성을 개선하기 위해 게이트 산화막 증착 전에 표면 처리 조건을 변경하였다. 게이트 산화막 증착 전에 실시한 자외선 및 수소 플라즈마 표면 처리는 게이트 산화막과 다결정 실리콘 박막 사이의 계면 trap 밀도를 $3.11{\times}10^{11}cm^{-2}$로 감소시켰고, hysteresis 레벨을 0.23 V로 줄였으며 출력 전류 변화율을 3.65 %로 감소시켰다. 자외선 및 수소 플라즈마 처리를 행함으로써 AMOLED 디스플레이의 가역적 잔상을 많이 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

Although Active matrix organic light emitting diode (AMOLED) display has a better image quality in terms of viewing angle, contrast ratio, and response time than liquid crystal displays (LCDs), it still has some critical issues such as lifetime, residual images, and brightness non-uniformity due to non-uniformity in electrical characteristics of driving TFTs and IR drops on supplied power line. Among them, we improved irrecoverable residual images of AMOLED displays which is mainly related to the hysteresis characteristics of driving TFTs. We consider four kinds of surface treatment conditions before gate oxide deposition for improving hysteresis characteristics. We can reduce the hysteresis level of p-channel TFT to 0.23 V, interface trap states between the poly-Si layer and gate insulator to $3.11{\times}10^{11}cm^{-2}$, and output current variation of p-channel TFT to 3.65 % through the surface treatment using ultraviolet light and H2 plasma. Therefore, the recoverable residual image problem of AMOLED displays can be improved by surface treatment using ultraviolet light and $H_2$ plasma.