Оксид индия, галлия, цинка ( IGZO ) представляет собой полупроводниковый материал, состоящий из индия (In), галлия (Ga), цинка (Zn) и кислорода (O). IGZO тонкопленочные транзисторы (TFT) используются в TFT задней панели из плоских дисплеев (FPDs). IGZO-TFT была разработана Хидео Хосоно группы «s в Токийском технологическом институте и Японии науке и технике агентства (JST) в 2003 году (кристаллический IGZO-TFT) [1] [2] и в 2004 году (аморфный IGZO-TFT). [3] IGZO-TFT имеет в 20–50 раз большую подвижность электронов.из аморфного кремния , который часто используется в жидкокристаллических дисплеев (LCD) и электронных документов , . В результате IGZO-TFT может улучшить скорость, разрешение и размер плоских дисплеев. В настоящее время он используется в качестве тонкопленочных транзисторов для телевизионных дисплеев на органических светодиодах (OLED).
IGZO-TFT и его приложения запатентованы JST. [4] Они были лицензированы Samsung Electronics [4] (в 2011 году) и Sharp [5] (в 2012 году).
В 2012 году Sharp первой начала производство ЖК-панелей с IGZO-TFT. [6] Sharp использует IGZO-TFT для смартфонов , планшетов и 32-дюймовых ЖК-дисплеев. В них светосила ЖК-дисплея улучшена на 20%. Потребляемая мощность улучшена за счет технологии остановки ЖК-дисплея на холостом ходу, что возможно благодаря высокая мобильность и низкий ток отключения IGZO-TFT. [7] Sharp начала выпускать панели с высокой плотностью пикселей для ноутбуков . [8] IGZO-TFT также используется в 14-дюймовом ЖК-дисплее с разрешением 3200x1800 пикселей в ультрабуке. PC поставляется Fujitsu , [9] также используется в Razer лезвия 14" (сенсорный) Вариант игровой ноутбук и 55" OLED - телевизора , поставляемого LG Electronics . [10]
Преимущество IGZO перед оксидом цинка состоит в том, что он может осаждаться в виде однородной аморфной фазы, сохраняя при этом высокую подвижность носителей, характерную для оксидных полупроводников . [11] Эти транзисторы слегка фоточувствительные , но эффект становится заметным только в темно - фиолетовом до ультрафиолета ( энергия фотонов выше 3 эВ ) диапазона, предлагая возможность полностью прозрачного транзистор.
В настоящее время препятствием для крупномасштабного производства IGZO является метод синтеза. Наиболее широко используемый метод синтеза прозрачного проводящего оксида (TCO) - это импульсное лазерное напыление (PLD) . [12] В PLD лазер используется для фокусировки наноразмерных пятен на твердых элементарных мишенях. Частоты лазерных импульсов варьируются между мишенями в соотношении, чтобы контролировать состав пленки. IGZO может быть нанесен на такие подложки , как кварц, монокристаллический кремний или даже пластик из-за его способности к низкотемпературному осаждению. Подложки помещаются в вакуумную камеру PLD, которая регулирует давление кислорода, чтобы обеспечить хорошие электрические свойства. После синтеза пленка отжигается или постепенно подвергается воздействию воздуха для адаптации к атмосфере.
Хотя PLD - полезный и универсальный метод синтеза, он требует дорогостоящего оборудования и большого количества времени для адаптации каждого образца к обычным атмосферным условиям. Это не идеально для промышленного производства.
Обработка решений - более экономичная альтернатива. В частности, можно использовать методы синтеза сгорания . Kim et al. использовали раствор нитрата металла с окислителем для создания экзотермической реакции. [13] Один из распространенных типов синтеза горения покрытия центрифугирования , [14] , который включает в себя осаждение слоев раствора в Ga и на горячую пластину и отжиг при температурах примерно от 200 до 400 градусов С, в зависимости от состава мишени. Пленки можно отжигать на воздухе, что является большим преимуществом перед PLD.
Рекомендации
- ^ Номура, К; Охта, H; Уэда, К; Камия, Т; Хирано, М; Хосоно, H (23 мая 2003 г.). «Тонкопленочный транзистор, изготовленный в монокристаллическом прозрачном оксидном полупроводнике». Наука . 300 : 1269–1272. DOI : 10.1126 / science.1083212 . PMID 12764192 .
- ^ «Для тех, кто заинтересован в исследованиях и разработках и / или развитии бизнеса в области оксидных полупроводниковых TFT на основе IGZO» . Jst.go.jp . Проверено 1 ноября 2015 .
- ^ Номура, К; Охта, H; Такаги, А; Камия, Т; Хирано, М; Хосоно, Х (ноябрь 2004 г.). «Изготовление прозрачных гибких тонкопленочных транзисторов с использованием аморфных оксидных полупроводников при комнатной температуре». Природа . 432 : 488–492. DOI : 10,1038 / природа03090 . PMID 15565150 .
- ^ а б «JST подписывает патентное лицензионное соглашение с Samsung на технологию высокопроизводительных тонкопленочных транзисторов» . Jst.go.jp. 20 июля 2011 . Проверено 1 ноября 2015 .
- ^ «ャ ー プ と JST 酸化 物 半導体 に す る ラ イ セ ン 締結 | ニ ュ ー ー シ ャ ー» . Sharp.co.jp . Проверено 1 ноября 2015 .
- ^ «Sharp начинает производство первых в мире ЖК-панелей на основе оксидных полупроводников IGZO | Пресс-релизы | Sharp Global» . Sharp-world.com. 2012-04-13 . Проверено 1 ноября 2015 .
- ^ «・ サ ー ビ ス | docomo NEXT series AQUOS PHONE ZETA SH-02E ト ッ プ docomo ラ イ ン ア ッ プ | AQUOS : シ ャ ー プ» . Sharp.co.jp . Проверено 1 ноября 2015 .
- ^ «Sharp производит 3 типа ЖК-панелей IGZO для ноутбуков | Пресс-релизы | Sharp Global» . Sharp-world.com. 2013-05-14 . Проверено 1 ноября 2015 .
- ^ «Fujitsu запускает новую линейку ПК серии FMV с четырьмя новыми моделями - Fujitsu Global» . Fujitsu.com . Проверено 1 ноября 2015 .
- ^ «LG DISPLAY ГОВОРИТ В РАЗЛИЧНЫХ РАЗМЕРАХ И КОНСТРУКЦИЯХ ПРОДУКТЫ UHD OLED TV PANEL В 2015 ГОДУ - Flat Panel TV and Display World-2 液晶 ・ 業界 ・ 動向» . Flat-display-2.livedoor.biz. 2013-05-27 . Проверено 1 ноября 2015 .
- ^ Цзяо-Шун Чуанг. «P-13: Фоточувствительность аморфных IGZO TFT для плоскопанельных дисплеев с активной матрицей» (PDF) . Eecs.umichy.edu . Проверено 1 ноября 2015 .
- ^ Джин, Би Джей; Im, S; Ли, SY (май 2000 г.). «Фиолетовая и УФ-люминесценция, испускаемая тонкими пленками ZnO, выращенными на сапфире с помощью импульсного лазерного осаждения». Тонкие твердые пленки . 366 (1–2): 107–110. DOI : 10.1016 / S0040-6090 (00) 00746-X .
- ^ Ким, Мён-Гиль; Kanatzidis, Mercouri G .; Факкетти, Антонио; Маркс, Тобин Дж. (17 апреля 2011 г.). «Низкотемпературное производство высокопроизводительной тонкопленочной электроники из оксида металла путем сжигания». Материалы природы . 10 (5): 382–388. DOI : 10.1038 / nmat3011 .
- ^ Митци, Дэвид Б.; Kosbar, Laura L .; Мюррей, Конал Э .; Копель, Мэтью; Афзали, Али (март 2004 г.). «Высокоподвижные сверхтонкие полупроводниковые пленки, полученные методом центрифугирования». Природа . 428 (6980): 299–303. DOI : 10,1038 / природа02389 .