氧化物半导体在智能手机面板技术的贡献

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硅在半导体中的应用

硅在半导体中的应用

硅在半导体中的应用硅在半导体中的应用引言:硅作为一种常用的半导体材料,已经广泛应用于现代电子技术中的各个领域。

本文将重点讨论硅在半导体中的应用,探讨其在集成电路、太阳能电池和传感器等方面的重要作用。

一、硅在集成电路中的应用:1. MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管):MOSFET是集成电路中最常用的半导体器件之一,由硅制成。

它通过控制电场中的电荷来调节电流流动,在许多电子设备中发挥着关键作用,如计算机芯片和智能手机等。

2. CMOS技术(互补金属氧化物半导体):CMOS技术是一种低功耗数字集成电路技术,利用硅的特性制造无功耗的电路。

它可以在电路不需要工作时切断电源,从而减少功耗,提高电池寿命。

3. BJT(双极型晶体管):BJT也是一种常见的半导体器件,由硅制成。

它可以放大和控制电流,并广泛应用于放大器、开关和调制器等电子设备中。

二、硅在太阳能电池中的应用:1. 单晶硅太阳能电池:单晶硅太阳能电池是目前最常用的太阳能电池之一。

它使用高纯度的硅晶体材料制造,具有高转换效率和较长的寿命。

它在太阳能发电领域扮演着重要角色。

2. 多晶硅太阳能电池:多晶硅太阳能电池是另一种常见的太阳能电池类型,由硅晶体小颗粒组成。

相对于单晶硅太阳能电池,多晶硅太阳能电池成本较低,但转换效率稍低。

3. 薄膜硅太阳能电池:薄膜硅太阳能电池使用薄膜硅层作为吸收材料,结构简单,可以灵活地应用于曲面和柔性电池等领域。

三、硅在传感器中的应用:1. 压力传感器:硅微机电系统(MEMS)技术结合硅半导体材料,可以制造出高度灵敏的压力传感器。

其原理是利用硅的压阻效应来测量与压力相关的电阻变化,广泛应用于工业自动化、汽车和医疗设备等领域。

2. 温度传感器:硅材料具有较高的热敏特性,可以用于制造高精度的温度传感器。

通过测量硅的电阻变化,可以准确地测量温度,广泛应用于温度控制和监测系统中。

3. 加速度传感器:利用硅的微机电系统技术,可以制造出微小而高灵敏度的加速度传感器。

半导体显示行业发展前景

半导体显示行业发展前景

半导体显示行业发展前景
一、行业背景
半导体显示是显示面板行业的一个重要组成部分,主要应用于各类显示设备,如智能手机、电视、电脑显示器等。

随着科技的不断发展和市场需求的增加,半导体显示行业迎来了新的发展机遇。

二、市场需求
随着人们对高清晰度、高亮度、高对比度显示效果的追求,半导体显示技术得以广泛应用。

智能手机、电视等消费电子产品的普及也带动了半导体显示市场的增长。

三、技术进步
随着半导体工艺的不断改进和创新,半导体显示技术的性能不断提升。

逐渐出现了OLED、Micro LED等技术,为显示效果带来了巨大的提升。

四、市场规模
根据统计数据显示,半导体显示市场在未来几年有望保持稳健增长的态势。

各大厂商也纷纷加大研发投入,推动行业的发展。

五、前景展望
在人工智能、物联网等新兴领域的推动下,半导体显示行业有望迎来新一轮的发展高潮。

技术创新、市场需求、产业链优化将为行业带来更多机遇。

六、结语
综上所述,半导体显示行业发展前景广阔,随着技术进步和市场需求的提升,行业将迎来更多的发展机遇。

各企业应积极把握市场变化,加大研发力度,促进半导体显示行业的快速发展。

niop型半导体氧化物

niop型半导体氧化物

niop型半导体氧化物niop型半导体氧化物是一种具有重要应用前景的材料。

本文将从以下几个方面介绍niop型半导体氧化物的特性、制备方法以及其在电子器件中的应用。

一、niop型半导体氧化物的特性niop型半导体氧化物是指以镍(Ni)和氧(O)为主要元素组成的半导体材料。

它具有优异的电子输运性能和热稳定性,并且具有较高的载流子迁移率和较低的漏电流密度。

同时,niop型半导体氧化物还具有较高的介电常数和较低的介电损耗,使其在微电子器件中具备广泛的应用潜力。

制备niop型半导体氧化物的方法主要包括物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)两种。

其中,PVD方法通过将金属镍加热蒸发或溅射到基底上,再在氧气气氛中进行氧化处理,最终得到niop型半导体氧化物薄膜。

而CVD方法则是通过将镍有机化合物和氧化剂送入反应室中,在一定的温度和压力条件下进行氧化反应,制备出niop型半导体氧化物。

三、niop型半导体氧化物在电子器件中的应用由于niop型半导体氧化物具有优异的电子输运性能和热稳定性,因此在电子器件领域具有广泛的应用前景。

其中,niop型半导体氧化物在场效应晶体管(FET)中的应用最为突出。

通过将niop型半导体氧化物作为栅极氧化物,可以实现高性能的FET器件。

此外,niop型半导体氧化物还可以用于电荷积累式存储器、非挥发性存储器和平面显示器等器件中,以提高器件的性能和稳定性。

niop型半导体氧化物是一种具有重要应用前景的材料。

它具有优异的电子输运性能和热稳定性,并且在制备方法和应用领域上具备多样性。

随着科学技术的不断发展,相信niop型半导体氧化物将在电子器件领域发挥越来越重要的作用。

半导体技术在电子行业中的应用

半导体技术在电子行业中的应用

半导体技术在电子行业中的应用随着信息技术的不断发展,半导体技术在电子行业中的应用愈加广泛。

从智能手机到电子汽车,从智能家居到人工智能,半导体技术都扮演着至关重要的角色。

一、半导体技术的原理与分类半导体是电子行业中使用最广泛的材料之一,它的原理是基于固体物质和电子两个不同的性质。

半导体材料可以通过掺杂和加热等方法改变它的电子性质,从而控制电流的流动。

在半导体材料中,掺杂有多种掺杂剂,如磷、硼、锗等,这些掺杂剂的类型和浓度不同,它的电子性质也会不同,从而使半导体材料具有不同的电子特性。

根据半导体材料中的晶体结构和掺杂类型,可以将半导体分类为以下三种类型:1. N型半导体N型半导体中,掺杂的杂质是掺入大量的电子,它的电子浓度比本身少,电子携带负电荷,所以也称为负型半导体。

N型半导体中的电子可以很容易地在它们之间移动,因此有很高的电导率。

2. P型半导体P型半导体中,掺杂的杂质是掺入大量的空穴,它的空穴浓度比本身少,空穴携带正电荷,所以也称为正型半导体。

P型半导体中的空穴可以很容易地在它们之间移动,因此有很高的电导率。

3. 器件型半导体器件型半导体是基于N型半导体和P型半导体的结合,通过在一定的条件下形成PN结,从而实现各种电子器件的制造,如二极管、晶体管、场效应管等。

二、半导体技术在电子行业中的应用半导体技术在电子行业中的应用非常广泛,以下是一些典型的应用:1. 个人电脑个人电脑中的CPU(中央处理器)是半导体器件的常见应用之一。

CPU是个微小的芯片,里面有着数以亿计的晶体管。

通过不同的半导体材料的掺杂和摆放,可以在CPU中实现逻辑、存储和运算功能。

2. 智能手机智能手机中使用的各种器件,如微型加速计、光传感器、指纹识别器等都是基于半导体技术的。

而无线通讯模块和调制解调器则是关键的通信技术应用。

3. 电子汽车电子汽车的整个工作原理都依赖于半导体技术。

内部电路系统、车载娱乐系统、车载导航系统,以及车辆传感器系统等都是采用了半导体器件进行控制和实现的。

氧化物半导体的物理特性及其应用

氧化物半导体的物理特性及其应用

氧化物半导体的物理特性及其应用氧化物半导体是一种新型的半导体材料,它具有较高的载流子迁移率和较好的热稳定性,被广泛应用于各种电子设备中。

本文将重点介绍氧化物半导体的物理特性及其应用。

一、氧化物半导体的物理特性1. 带隙氧化物半导体的宽带隙是其最大的物理特性之一,其带隙通常大于3.5电子伏特(eV),在一定程度上保证了其具有较好的热稳定性。

2. 载流子迁移率载流子迁移率是表征一个半导体材料电子传输性能的重要指标,氧化物半导体的电子迁移率高达200cm2/Vs以上,远高于硅材料的电子迁移率。

3. 晶体结构氧化物半导体的晶体结构复杂,往往由多种材料组成,如锆酸铅、铝稀土等。

由于其晶体结构的特殊性,氧化物半导体具有独特的电学和热学性质。

4. 界面特性氧化物半导体和金属或半导体之间的界面具有明显的特殊性,氧化物半导体的结构和表面电场可以对界面电子能级结构产生巨大的影响。

这一特性被广泛应用于开发新型的半导体器件。

二、氧化物半导体的应用1. CMOS技术CMOS技术是当今最重要的半导体制造技术之一,氧化物半导体作为一种新型材料,可以被用于CMOS技术的制造中。

由于其高电子迁移率和宽的带隙,可以在CMOS技术中被用作高性能的场效应管。

2. 磁性半导体磁性半导体具有特殊的磁学和电学性质,可以作为一种新型的材料被应用于新型的数据存储器件中。

氧化物半导体和磁性材料的结合可以增强磁性半导体的磁性和电性能力,从而提高数据存储器件的效率和稳定性。

3. 透明导电体透明导电体是一种新型的材料,具有透明和导电的双重特性,被广泛应用于光电子器件中。

氧化物半导体的高电子迁移率和宽的带隙使得其成为一种理想的透明导电体材料,可以被广泛应用于显示器和太阳能电池等领域。

4. 传感器氧化物半导体可以被用作一种高灵敏度的传感器材料,其传感器的灵敏度、选择性和稳定性比传统的传感器要高。

由于其独特的电学和热学性质,氧化物半导体的气敏传感器也在工业排放的监测和检测中得到了广泛应用。

半导体行业最具潜力应用案例

半导体行业最具潜力应用案例

半导体行业最具潜力应用案例全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:半导体行业作为现代科技领域的重要组成部分,已经在各个领域展现出了巨大的应用潜力。

随着技术的不断进步和创新,半导体在电子、通讯、医疗、汽车、能源等领域都有着广泛的应用。

今天,我们将重点介绍一些半导体行业中最具潜力的应用案例。

1. 人工智能人工智能技术正在迅速发展,而半导体芯片是驱动人工智能技术的关键。

目前,很多公司都在研发专门用于人工智能应用的半导体芯片,如英特尔的Nervana芯片、谷歌的TPU芯片等。

这些芯片能够提高计算速度和效率,大幅提升人工智能系统的性能,有着广阔的市场前景。

2. 无人驾驶无人驾驶汽车是近年来备受瞩目的技术领域,而半导体芯片在其中扮演了至关重要的角色。

无人驾驶汽车需要大量的传感器和处理器来实现自动驾驶,而半导体芯片则能够提供高效的处理能力和稳定的运行环境。

预计在未来几年,无人驾驶汽车市场将迎来爆发式增长,半导体行业也将迎来新的商机。

3. 医疗健康半导体技术在医疗健康领域也有着广泛的应用。

生物传感器和微电子器件可以用于监测患者的生理指标和病情变化,帮助医生做出更准确的诊断和治疗方案。

半导体技术还可以用于医学影像设备、智能健康监测系统等方面,促进医疗健康行业的发展。

4. 物联网物联网是未来智能化发展的重要方向,而半导体行业在物联网领域也有着广阔的应用前景。

由于物联网设备数量庞大、通信频率高、数据量大,需要采用高效、低功耗的芯片来驱动整个系统运行。

半导体行业在物联网领域的发展将会持续壮大,并推动物联网技术的普及和应用。

5. 能源领域半导体技术在能源领域也有着独特的应用价值。

太阳能电池、能源存储装置等设备都需要高效的半导体器件来实现能源的转换和存储。

通过不断创新和技术进步,半导体行业可以为能源领域带来更多新的应用场景和商业机会。

半导体行业在各个领域都有着巨大的潜力和应用价值。

未来,随着技术的不断进步和创新,半导体行业将会继续发挥着重要的作用,推动科技的进步和社会的发展。

氧化物半导体材料的研究进展

氧化物半导体材料的研究进展氧化物半导体材料是一类新型半导体材料,具有广阔的应用前景,大量的研究表明,氧化物半导体材料在光电传感、能源存储、光催化、磁存储等领域具有重要的应用价值。

本文将从氧化物半导体材料的发展历程、主要物性及其应用研究几个方面进行阐述。

一、氧化物半导体材料的发展历程氧化物半导体材料是指由多种氧化物,如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡等组成的半导体材料,其主要特点是具有高电子亲和能、大的禁带宽度、稳定的结构和化学性质等物理特性。

其研究历史可以追溯到上世纪60年代,最初几乎所有光电器件都采用硅、锗为材料,但是由于这些材料的特性不足以满足需求,因此人们开始研究使用新型半导体材料。

氧化物半导体材料的研究起步于上世纪80年代,最早的是氧化铟薄膜,并被广泛的应用于光电传感、电致变色、白光LED照明等领域。

近年来,随着氧化物半导体材料的研究不断深入,新的材料,如氧化铟锡(ITO)、氧化铝、氧化钨、氧化锌等也陆续被研制出来,并进入到了实际应用中。

二、氧化物半导体材料的主要物性1. 禁带宽度半导体材料的禁带宽度是指导带和价带之间的能隙大小,对于光电器件的应用而言,禁带宽度的大小对于光的吸收、激发等具有重要的影响。

在所有半导体材料中,氧化物半导体材料的禁带宽度较大,且宽度可调控,这使得相较于其他材料,其具有更强的光吸收能力和光致发光能力。

2. 电子亲和能电子亲和能是指材料带电子在结晶状态下其能级与自由电子能级差异的大小,对于氧化物半导体材料而言,其具有较高的电子亲和能,这表明电子能够更容易的被氧化物吸收,从而产生更为显著的电子激发现象,进而对应用有更为重要的帮助。

3. 热稳定性氧化物半导体材料的热稳定性是指在氧化物材料中,材料禁带宽度的温度系数与材料热膨胀系数的比值。

这是与化学物质的热性质相关的一个物理性质,对于材料应用具有重要的影响。

值得一提的是氧化物半导体材料具有良好的热稳定性,这使得其被应用于高温条件下的器件。

cmos彩色原理-概述说明以及解释

cmos彩色原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述CMOS(互补金属氧化物半导体)彩色原理是指基于CMOS技术的彩色图像传感器的工作原理。

CMOS彩色原理是一种将光信号转换为电信号的技术,广泛应用于数码相机、摄像机和智能手机等电子设备中。

CMOS彩色原理的实现是基于三原色(红、绿、蓝)原理。

在传感器中,每个像素点都包含一个光敏元件,用于感知不同颜色的光信号。

这些光敏元件根据入射的光强度对光信号进行采样,并将其转换为电荷。

CMOS彩色原理的核心在于彩色滤光阵列(CFA),它通过在每个像素点上添加红、绿、蓝三种不同颜色的滤光片来实现对光信号的分离。

当光通过CFA时,只有与滤光片相匹配的颜色光线能够透过,而其他颜色的光线则被滤掉。

通过这样的方式,每个像素点只能感知到一种颜色的光信号。

CMOS彩色原理结合了图像传感器和数字信号处理器(DSP)的技术,通过采样、转换和处理电荷信号,最终生成彩色图像。

数字信号处理器能够对采集到的光信号进行解码和处理,使图像细节更加清晰、色彩更加鲜艳。

CMOS彩色原理的优点在于其成本低、功耗小、集成度高、响应速度快等特点。

相比于传统的CCD(电荷耦合器件)技术,CMOS彩色原理不仅具备同等甚至更高的图像质量,而且在成像速度和功耗方面更具竞争力。

因此,了解和理解CMOS彩色原理对于我们更好地理解数码相机和其他电子设备中的图像传感器技术至关重要。

本文将从CMOS彩色原理的基本概念开始,详细介绍其工作原理,并对其在未来的发展进行展望。

1.2 文章结构文章结构是确定文中内容组织和表达的重要指导,它能帮助读者更好地理解和消化文章的主要论点和观点。

本文主要分为引言、正文和结论三个部分,具体如下:引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。

首先,我们会对CMOS彩色原理进行概述,介绍其基本概念和背景。

接着,我们会明确本文的文章结构,确保整篇长文的逻辑清晰、层次分明。

最后,我们会说明本文的目的,明确我们撰写这篇长文的动机和目标。

铟镓锌氧化物

铟镓锌氧化物
铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide,简称IGZO)是一种具有高电子迁移率和透明导电性能的半导体材料。

它由铟(Indium)、镓(Gallium)和锌(Zinc)的氧化物组成,化学式为InGaZnO。

IGZO材料在显示技术中广泛应用,特别是在液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)背板驱动电路中。

相比于传统的多晶硅或非晶硅薄膜晶体管,IGZO薄膜晶体管具有以下优点:
1. 高电子迁移率:IGZO材料具有较高的电子迁移率,这意味着电子在材料中能够更快地传输,从而提供更高的驱动电流和更快的响应速度。

2. 透明导电性:IGZO材料具有较高的透明性和良好的导电性能,可以作为透明导电薄膜用于触摸屏、柔性显示和透明电子器件等应用领域。

3. 低温处理:相比于传统的非晶硅薄膜晶体管,IGZO材
料在制备过程中不需要高温退火处理,可以在相对较低的温度下制备,降低了对基板的热敏性。

4. 稳定性:IGZO材料在稳定性方面表现出较好的特性,可以在长时间使用和高温环境下保持较高的性能稳定性。

由于其优异的电学性能和透明性,IGZO材料已经在高清晰度显示器、笔记本电脑、平板电脑和智能手机等产品中得到广泛应用。

此外,IGZO材料也被研究用于太阳能电池、传感器和柔性电子器件等领域。

氧空位提高氧化物半导体载流子浓度

氧空位指的是晶格中缺少氧原子而形成的空位,氧空位具有很高的迁移性和扩散性,因此在氧化物半导体中起着非常重要的作用。

氧化物半导体是一类具有特殊电子结构和优良电学性能的半导体材料,具有较高的绝缘体特性和较小的能隙,因此在光电器件、传感器等领域具有广泛的应用前景。

而氧空位的存在和浓度对氧化物半导体的电学性能具有重要影响。

一、氧空位的提高对氧化物半导体电学性能的影响氧空位的提高可以提高氧化物半导体的载流子浓度,从而提高材料的导电性能。

氧化物半导体是一种载流子浓度较低的半导体材料,通常需要通过掺杂或改变工艺条件来提高载流子浓度以满足特定的应用需求。

而通过提高氧空位的方法可以更加精确地调控载流子浓度,从而实现对材料电学性能的精确调控。

氧空位的提高还可以影响氧化物半导体的光电性能。

氧化物半导体通常具有较小的能隙,因此具有良好的光电响应特性,可以广泛应用于光电器件中。

而提高氧空位可以影响材料的光吸收和光散射性能,进而影响材料的光电性能。

通过调控氧空位的浓度可以实现对氧化物半导体光电性能的精确调控。

二、提高氧空位的方法提高氧空位的方法主要包括控制氧化过程和添加掺杂剂两种途径。

1.控制氧化过程氧化物半导体的氧化过程是控制氧空位浓度的关键环节。

通过合适的氧化工艺条件,可以实现对氧化物半导体的氧空位浓度进行精确的控制。

在氧化物半导体薄膜的制备过程中,可以通过调整氧化温度、氧化气氛和氧化时间等工艺条件,控制氧空位浓度的大小。

还可以通过后续的退火或离子注入等处理手段,进一步调控氧空位的浓度。

2.添加掺杂剂添加掺杂剂是另一种提高氧空位的有效途径。

掺杂剂可以引入额外的氧空位,并改变晶格结构和电学性能。

可以通过添加金属元素或其他掺杂剂,实现对氧空位的精确调控。

掺杂剂的种类和浓度可以对氧空位的形成和分布产生重要影响,因此可以通过控制掺杂剂的添加量和种类,实现对氧空位浓度的精确调控。

三、提高氧空位对具体应用的影响提高氧空位对具体应用的影响主要体现在光电器件和传感器等领域。

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IGZO :实现“高精细且电池持久”智能手机的功臣 2013/10/18
配备高精细度的清晰液晶屏,
并拥有充一次电能连续使用好
几天的电池持久性——为实现
这样的智能手机做出巨大贡献
的正是“IGZO(InGaZnO )”
技术。

夏普2012年在全球率先成功实现了IGZO 技术的实用化。

该公司在智能手机产品上配备了采用IGZO 技术的液晶显示屏,作为“IGZO 机型”上市。

这些机型具有显示屏清晰美观,以及充一次电可使用整整两天的特点,一举成为热销商品。

夏普打算为2014年以后上市的所有智能手机和平板电脑都配备IGZO 技术。

IGZO 技术的冲击力不止如此,还有望成为原来难以实现的革新性显示技术的实现手段,比如8K 超高清大尺寸显示屏、大尺寸有机EL 显示屏,以及柔性显示屏等。

成为夏普智能手机特色的“IGZO” (点击放大)
IGZO 是一种“氧化物半导体”材料,是铟(In )、镓(Ga )、锌
(Zn )、氧(O )等构成的化合物“In -Ga-Zn-O”的缩略语。

IGZO 还被认为是有望取代长期坐在“显示材料之王”宝座上的硅(Si )的革新性材料,备受关注。

其中,IGZO 作为驱动多种高精细显
示屏所需要的“TFT(薄膜晶体管)”
元件的材料,其前景被看好。

东京工
业大学教授、获诺贝尔奖提名的细野
秀雄领导的研究小组在IGZO 应用于
TFT 的研究方面处于世界领先地位。

那么,IGZO 这种材料为何会备受关注呢?其原因在于,与以前TFT 使用的“非晶硅”材料相比,IGZO 中电子的移动速度较快。

这样便可提高TFT 的工作速度(驱动能力),以低功耗高速驱动高精细的液晶显示屏及有机EL 显示屏。

配备IGZO 技术的夏普平板电脑“AQUOS PAD” (点击放大)
并且,IGZO还具有可使用大尺寸玻璃基板轻松地低成本制造面板的特点,有助于高精细显示屏的低价格化。

另外,IGZO还具有硅所没有的独特特点,比如透明,以及可在由树脂等制成的柔性基板上制造TFT。

因此,IGZO还有望实现在薄而透明的片材上配备高精细显示屏,或是配备半导体集成电路(IC)等新应用。

(记者:大下淳一,日经BP半导体调查)
附件:
夏普推进IGZO量产,氧化物半导体备受关注
2013/01/23
本文是以高竞争率著称的IEDM(International Electron Devices Meeting,国际电子元件会议)的回顾。

在2012年12月于美国举行的“IEDM 2012”上,被采用的4篇论文中,有2篇是有关氧化物半导体的成果。

可以看出Si(硅)行业对该材料备受关
注。

三星集团发布支持“4K以上”分辨率的新材料
氧化物半导体具有可在低温下制备、性能高且透明的特点,正在
以高精细显示器的驱动晶体管为中心实现实用化,夏普于2012年针
对液晶面板开始量产的“IGZO(In-Ga-Zn-O)”就是一个典型代表。

松下和索尼在2013年1月举行的“2013 International CES”上分
别展出的56英寸4K×2K(3840×2160像素)有机EL面板也采用了
氧化物半导体TFT作为驱动晶体管。

在本届IEDM上亮相的是应该称
为“后IGZO”的新材料和有可能使氧化物半导体的应用范围扩展到
显示器以外领域的技术。

三星尖端技术研究所(SAIT)和首尔大学的共同研究小组提出将ZnON-TFT作为面向4K×2K以上分辨率的新一代显示器的候补氧化
物半导体TFT的提案(演讲序号5.6)(图1、图2)。

ZnON的带隙
只有 1.3eV,与原来面向显示器驱动TFT推出的氧化物半导体相比,载流子迁移率和工作稳定性都很出色。

研究人员在演讲中介绍称,
在对ZnON-TFT进行光照并加载电压的条件下,能够以3V以下的驱
动电压获得接近100cm2/Vs的载流子迁移率。

图1:SAIT和首尔大学共同
开发的ZnON-TFT (点击放
大)
瑞萨为氧化物半导体应用于CMOS 电路
开辟道路
氧化物半导体的应用领域不仅局限
于显示器驱动晶体管,现在还提出了在玻璃基板和柔性基板上集成使用氧
化物半导体的透明运算电路等独特应
用。

不过,氧化物半导体存在难以实
现CMOS 电路的缺点,因为很难形成p 型晶体管,以前推出的In-Ga-Zn-O 晶体管全是n 型。

瑞萨电子发布了有可能改变这一现状的技术。

该公司使用p 型非晶氧化物半导体开发出了晶体管,并确认能正常工作(演讲序号18.8)。

这一成果有助于实现CMOS 电路,瑞萨电子技术开发本部先行研究统括部统括部长林喜宏介绍说:“氧化物半导体的应用范围将大幅扩大。


此次瑞萨开发的是在逻辑LSI 多层布线内嵌入BEOL (back-end of line )晶体管的技术。

通过将LSI 多层布线的一部分作为栅极电极及源极、漏极使用,只需追加1~2块掩模便可形成晶体管。

因此,几乎不会增加芯片制造成本,便可在逻辑LSI 的多层布线内嵌入驱动高电压的电源接口电路(图3)。

由于多层布线需要在400℃以下的低温条件下进行,因此瑞萨开 图2:ZnON 的构造和特性(点击放大)
发出了使用可在低温制备的氧化物半导体作为BEOL 晶体管通道材料的技术,并利用使用非晶In-Ga-Zn-O 作通道的n 型晶体管开发出了逆变器电路。

不过,只用n 型晶体管构成电源接口时,与CMOS 电路相比,电路结构容易变得复杂,且耗电量也容易增加。

因此,此次为实现p 型晶体管,瑞萨采用了SnO (氧化亚锡)这种非晶氧化物半导体(图4、图5)。

由于SnO 采用常用成膜方法时容易变成结晶质,导致很多晶界特性不均。

因此,瑞萨改善了成膜条件,开发出了能够形成完全非晶态
SnO 膜的技术。

图3:利用非晶氧化物半导体实现CMOS 电路(点击放
大)
图4:瑞萨开发的SnO 晶体
管的截面(点击放大)
图5:SnO 的特点(点击放
大)
图6:瑞萨开发的SnO 晶体管的特性(点击放大)
已证实利用p型SnO可实现良好的晶体管特性
以前,p型SnO晶体管方面的研究主要以大学为中心在进行,但导通/截止比低,只有两位数,很难实用化。

此次,瑞萨通过在栅极和漏极的重叠处设置偏移(缝隙),降低了截止时的漏电流(图6),从而使导通/截止比达到五位数,是以前的1000倍,耐压也达到40V以上。

此次的p型SnO晶体管的通态电流很小,只有n型In-Ga-Zn-O晶体管的1/10。

不过,这一问题可以通过调整电路设计解决,比如改变n型晶体管和p型晶体管的器件尺寸等。

瑞萨指出,“面向CMOS 化的制造技术方面的课题已经基本解决”,下一步将着手进行CMOS 电路的设计。

(记者:大下淳一,《日经电子》)。

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