探索液晶顯示器用之矽薄膜電晶體 - 材料世界網

本文以下即介紹以a-Si為主角的TFT概述。

... Channel) (見圖6(b))，這也就是習知的TFT漏電流(Current Leakage)機制之一，一般隨a-Si膜厚減薄或者較大 ... 首頁 文章瀏覽 由於終端市場應用面大開，加速催生非晶態半導體的時代，當中最為人熟知者為矽基非晶(AmorphousSilicon,a-Si)半導體；見圖1[1,2]，自90年代風行的TFT-LCD，甚至這兩年火紅的太陽能產業均能看見它的蹤跡。

本文以下即介紹以a-Si為主角的TFT概述。

深入瞭解可知，a-Si在應用上因為其可以沈積在多種基材(Substrate)如矽晶圓、玻璃、塑膠片上；再者，製程溫度僅400℃上下、成膜易大面積化，且無形狀限制，大大降低單位生產成本；以及，敏銳的光-電特性，特別是光吸收係數大…等特點，使得a-Si材料成為近年來薄膜半導體的顯學。

a-Si不是完美的晶體，結構上長程無原子次序、物性不具等向性、原子間距不固定且鍵結薄弱，甚至有空鍵形成懸浮鍵(DanglingBond)，並且a-Si膜質和製程設備、硬體參數、化學反應環境等因素強相關，所以製程再現性、均勻度一直是工業生產、實驗研究上的重點。

圖3、主流TFT a-SiTFT電特性如同其他微電子元件，TFT電性的探討或性能的評估多數圍繞在電流-電壓特性曲線(I-VCurve)上(圖6(a))。

大體而言，TFT按閘電壓高低分為導通區(Above-thresholdregime)、次臨界(Sub-thresholdregime)及Poole-FrenkelEmission區間；或者，閘極電壓以零伏分野，當Vg＞0稱前饋段(Forward-regime)，反之Vg＜0則為反向區(Reverse-regime)[1]。

(1) TFT處於Above-thresholdRegime下，Fermi級(FermiLevel)進入導帶尾態，此意味著有更多的電子加入傳導行列，最終在汲、源極間導通產生~106A的電流。

Above-threshold又稱作線性區，因為在此電流與閘電壓大致呈線性關係之故，而LCD中的畫素充/放電時TFT即操作在此一區間；(2) 顧名思義，次臨界中TFT位於導通/關閉(On/Off)轉態的過渡區。

給定正的閘電壓時，感應的電子多數灌入類受體DeepState和a-Si/GI介面，且大部分被前面介紹的缺陷所捕獲，以致產生10-10~10-8A間的有限電流；相對地，若閘電壓往負方向調整，如此將驅離通道中的電子，使得Channel逐漸為電子空乏(Depletion)，而使得導通電流下降；儘管如此，此條件下卻會在a-Si/GI背面(BackInterface)形成微弱的背電子通道(BackChannel)(見圖6(b))，這也就是習知的TFT漏電流(CurrentLeakage)機制之一，一般隨a-Si膜厚減薄或者較大的Vd工作電壓下，此漏電的現象也會更加明顯；(3) 當Vg往-10V以下移動再加上足夠大的Vd，TFT即進入Poole-FrenkelEmission區。

此時，半導體FrontChannel伴隨電洞載子累積，而且因為閘、汲極重疊電極之間的高電場產生熱離子放射(ThermionicEmission)出電洞，所以這區的電流主要靠電洞生成，不過……《本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄，詳細全文請見下方附檔》 ★作者：蔡東璋、曾貴聖、張峻榮 Download檔案下載 加入會員 分享 轉寄 聯絡我們 延伸閱讀 日本明電舍以獨家OER技術，實現在薄膜上的常溫成膜 與陶瓷性能相當之環氧樹脂散熱片 拭目可撓顯示器破風起航(上) 奈米孔洞沸石技術在抗反射之應用 從FinetechJapan2014看顯示器、觸控面板、薄膜發展趨勢 熱門閱讀 台灣高階PCB技術發展趨勢 邁向全固態鋰電池：固態電解質之傳輸動力學 車用顯示面板發展趨勢 磷酸鋰鐵(LiFePO4)4680電池，昇陽已經準備好了 3D封裝：低溫燒結銅接合技術 相關廠商 金屬3D列印服務平台 2022TouchTaiwan系列展 名揚翻譯有限公司 大東樹脂化學股份有限公司 東海青科技股份有限公司 台灣大金先端化學股份有限公司 喬越實業股份有限公司 台灣鑽石工業股份有限公司 科邁斯科技股份有限公司 台灣永光化學股份有限公司 高柏科技股份有限公司 銀品科技股份有限公司 里華科技股份有限公司 專家現場 更多