Оксид индия, галлия, цинка - Indium gallium zinc oxide

Оксид индия, галлия, цинка (IGZO) представляет собой полупроводниковый материал, состоящий из индий (В), галлий (Ga), цинк (Zn) и кислород (О). IGZO тонкопленочный транзистор (TFT) используется в TFT объединительная плата из плоские дисплеи (FPD). IGZO-TFT был разработан Хидео Хосоно группа в Токийский технологический институт и Японское агентство науки и технологий (JST) в 2003 году (кристаллический IGZO-TFT)[1][2] а в 2004 году (аморфный IGZO-TFT).[3] IGZO-TFT в 20–50 раз больше подвижность электронов из аморфный кремний, который часто использовался в жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи) и электронные документы. В результате IGZO-TFT может улучшить скорость, разрешение и размер плоских дисплеев. В настоящее время он используется в качестве тонкопленочных транзисторов для использования в органический светодиод (OLED) телевизор отображает.

IGZO-TFT и его приложения запатентованы JST.[4] Они получили лицензию на Samsung Electronics[4] (в 2011 г.) и Sharp[5] (в 2012).

В 2012 году компания Sharp первой начала производство ЖК-панелей с IGZO-TFT.[6] Sharp использует IGZO-TFT для смартфоны, таблетки, и 32-дюймовые ЖК-дисплеи. В них светосила ЖК-дисплея улучшена до 20%. Потребляемая мощность улучшена за счет технологии остановки ЖК-дисплея на холостом ходу, что возможно благодаря высокой мобильности и низкому току отключения IGZO-TFT.[7] Sharp начал выпускать высокие пиксель -плотные панели для ноутбук Приложения.[8] IGZO-TFT также используется в 14-дюймовом 3,200x1,800 ЖК-дисплей из ультрабук ПК предоставлен Fujitsu,[9] также используется в Razer Игровой ноутбук Blade 14 "(вариант с сенсорным экраном) и 55" OLED Телевизор от LG Electronics.[10]

Преимущество IGZO перед оксид цинка это может быть депонированный в виде однородной аморфной фазы при сохранении высокой мобильность оператора общий для окись полупроводники.[11] В транзисторы слегка светочувствительный, но эффект становится заметным только в диапазоне от темно-фиолетового до ультрафиолетовый (энергия фотона выше 3 эВ ) диапазона, предлагая возможность полностью прозрачного транзистора.

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 соотношениях, чтобы контролировать состав пленки. IGZO можно депонировать на субстраты таких 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 отожженный, или постепенно подвергается воздействию воздуха, чтобы приспособиться к атмосфере.

Хотя PLD является полезным и универсальным методом синтеза, он требует дорогостоящего оборудования и большого количества времени для адаптации каждого образца к обычным атмосферным условиям. Это не идеально для промышленного производства.

Обработка решения это более экономичная альтернатива. В частности, синтез горения методы могут быть использованы. Kim et al. использовали раствор нитрата металла с окислителем для создания экзотермический реакция.[13] Одним из распространенных типов синтеза горения является центрифугирование,[14] который включает нанесение слоев раствора In и Ga на горячую пластину и отжиг при температурах примерно от 200 до 400 градусов C, в зависимости от состава мишени. Пленки можно отжигать на воздухе, что является большим преимуществом перед PLD.

Рекомендации

  1. ^ 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. Дои:10.1126 / science.1083212. PMID  12764192.
  2. ^ «Для тех, кто интересуется исследованиями и разработками и / или развитием бизнеса в области оксидных полупроводниковых TFT на основе IGZO». Jst.go.jp. Получено 2015-11-01.
  3. ^ 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. Дои:10.1038 / природа03090. PMID  15565150.
  4. ^ а б «JST подписывает патентное лицензионное соглашение с Samsung на технологию высокопроизводительных тонкопленочных транзисторов». Jst.go.jp. 20 июля 2011 г.. Получено 2015-11-01.
  5. ^ "ャ ー プ と JST が 酸化 物 半導体 に 関 す る ラ イ セ ン ス を 締結 | ニ ュ ー ス リ リ ー ： シ ャ ー". Sharp.co.jp. Получено 2015-11-01.
  6. ^ «Sharp начинает производство первых в мире ЖК-панелей с использованием оксидных полупроводников IGZO | Пресс-релизы | Sharp Global». Sharp-world.com. 2012-04-13. Получено 2015-11-01.
  7. ^ "・ 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. Получено 2015-11-01.
  8. ^ «Sharp выпускает 3 типа ЖК-панелей IGZO для ноутбуков | Пресс-релизы | Sharp Global». Sharp-world.com. 2013-05-14. Получено 2015-11-01.
  9. ^ «Fujitsu запускает новую линейку ПК серии FMV с четырьмя новыми моделями - Fujitsu Global». Fujitsu.com. Получено 2015-11-01.
  10. ^ "LG DISPLAY СКАЗЫВАЕТ, ЧТО В 2015 ГОДУ ПРОДУКТЫ ДЛЯ ПАНЕЛЕЙ UHD OLED TV В РАЗЛИЧНЫХ РАЗМЕРАХ И КОНСТРУКЦИЯХ - Flat Panel TV and Display World-2 液晶 ・ 業界 ・ 動向". Flat-display-2.livedoor.biz. 2013-05-27. Получено 2015-11-01.
  11. ^ Цзяо-Шун Чуанг. «P-13: Фоточувствительность TFT на основе аморфного IGZO для плоскопанельных дисплеев с активной матрицей» (PDF). Eecs.umichy.edu. Получено 2015-11-01.
  12. ^ Джин, Би Джей; Im, S; Ли, S.Y (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. Дои:10.1016 / S0040-6090 (00) 00746-X.
  13. ^ Ким, Мён-Гиль; Kanatzidis, Mercouri G .; Факкетти, Антонио; Маркс, Тобин Дж. (17 апреля 2011 г.). «Низкотемпературное изготовление высокопроизводительной тонкопленочной электроники из оксида металла путем сжигания». Материалы Природы. 10 (5): 382–388. Дои:10.1038 / nmat3011.
  14. ^ 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. Дои:10.1038 / природа02389.