a-Si-TFT-Device简介

isplayingyourvision!isplayingyourvision!a-SiTFTDevice簡介中小事業部設計總處面板設計處AR設計部isplayingyourvision!TFTLCDStructureTFTLCDStructureisplayingyourvision!AddressingAddressingSwitchElectrodeITOisplayingyourvision!AddressingAddressingAddressingdirectlyScanAddressingisplayingyourvision!WhyActiveMatrix?WhyActiveMatrix?ScanSignalCrosstalkEffectDataSignalWritingPointWritingPointScanSignalDataSignalPassiveMatrixEx.TN,STNActiveMatrixEx.TFT,LTPSisplayingyourvision!TheSectionofPanelTheSectionofPanelITOonCFColorFilterTFTArrayElectrodeITOLCPolarizerPolarizerPIStorageCapacitanceisplayingyourvision!薄膜電晶體之樹薄膜電晶體之樹Projection用TFTLCD實用化R&DHTPS無a-SiTFTDisplay小型~超大型TVDisplayTFT-EPID(電子書籍)SensorX-rayimagesensor實用化R&DDisplayTFT-OLEDSensor光電效果(TouchPanel)LTPSTFTDisplayLCD中小型(攜帶用機器)DisplayOLED小型(攜帶用機器)實用化R&DDisplayOLED大型TVSensor迴路一體ImageScannerMemoryDRAM,SRAM,Flash人工網膜微結晶Si-TFT無實用化R&DDisplayTFT-LCDDisplay大型TFT-OLEDTV氧化物半導體TFT無實用化R&DDisplayTFT-LCDDisplayOLED,EPID有機半導體TFT無實用化R&DDisplayOTFT-LCDDisplayOTFT-OLED,EPIDSensor無線元件,ScannerMemory材料無機半導體有機半導體導體、絕緣物高分子、低分子有機奈米材料製程真空黃光印刷噴墨塗佈評價電氣的物理的化學的光學的機械的生產裝置真空成膜黃光關係直接描畫塗佈分析解析機器分析SIMS,ESCA,AFM等Simulation信賴性環境、安全2007/09情報作成isplayingyourvision!薄膜TFT開發經緯薄膜TFT開發經緯II-VI族化合物半導體薄膜TFT(1962~)Amorphous薄膜TFT(a-SiTFT,1979~)低溫Poly-silicon薄膜TFT(LTPS-TFT,1986~)微結晶Silicon薄膜TFT(μc-SiTFT)高溫Poly-silicon薄膜TFT(HTPS,1966~)氧化物半導體薄膜TFT(TOS-TFT,1964~)有機半導體薄膜TFT(OTFT,1983~)P.26~29情報作成isplayingyourvision!Si系Device比較Si系Device比較a-SiTFTLTPSTFTHTPSTFTC-SiTFT移動度[cm2/Vs]0.3~1.010~60010~150300~600Device構造n-chn-ch,p-ch,CMOSn-ch,p-ch,CMOSn-ch,p-ch,CMOS基板種類無鹼玻璃無鹼玻璃石英SiWafer透明性透明透明透明不透明基板Size[m]一邊0.5~2一邊0.4~10.15~0.3m直徑0.15~0.3m直徑Process溫度[℃]100~350100~600800~1000800~1000ProcessCost低中高高Mask枚數3~66~1315~2030~40優點低價格大面積多尺寸對應直視型Display部份代替LSI多尺寸對應IntelligentDisplay直視型Display高精細Display投射型Display高驅動能力高速處理大面積Memory投射型Display缺點畫素元件使用製程成本略高製程成本高大面積困難透過型Display大面積困難P.23情報作成isplayingyourvision!SingleCrystalandAmorphousSingleCrystalandAmorphousexistishadNotonlysmallrangeisamorphous,butlongrangeorder.BetweenBendGaphas“deeplevel”,andcalledit“localizedstate”.面心立方(face-centeredcubic,FCC)isplayingyourvision!TFT與FET的差異TFT與FET的差異SiWafer是不透明的，適用於反射型；玻璃和石英基板是透明的，適用於透過型、反射型、透過反射型。FET的Drain和Source位於同平面上(Planar)，TFT則不是(Staggered)。FET是透過SiWafer從800℃~1000℃高溫製程，TFT是順次在玻璃或石英基板上堆疊而成。Si或石英Wafer最大直徑為300mm，第八世代量產中基板大小，2008~2009年超過3m的第十代生產線預定展開。SiWafer是導電的、熱傳導良好，玻璃和石英則是絕緣的、熱傳導不是很好；所以有靜電氣對策的必要。LSI設計的Rule為次微米，TFT則是數微米等級。isplayingyourvision!EnergyGapEnergyGapisplayingyourvision!TheBend&StructureofAmorphousTheBend&StructureofAmorphousHatoms:About8~15%isplayingyourvision!TheStructureofTFTTheStructureofTFTInsulatorInsulatorGateisplayingyourvision!Device構造與特徵Device構造與特徵Device構造MeritDemeritTopGate型1.三枚Mask製作可能2.a-Si膜厚可較薄3.不需Passivation透過型須對光做遮蔽BottomGate型(ChannelEtching型)可四枚Mask製作1.a-Si膜厚需沉積較厚2.TFT完成後需要PassivationBottomGate型(Channel保護膜型)a-Si膜厚可較薄1.比ChannelEtching型多一道光罩2.TFT完成後需要PassivationP.34情報作成isplayingyourvision!TheE/BandE/SStructureTheE/BandE/SStructure(1time)isplayingyourvision!DamandTFTDamandTFTVgVthVgVthIdcurrentIdcurrentVsVsSourceSourceGateGateDrainDrainisplayingyourvision!TFTDrivingTFTDrivingActiveLayerOhmicContactInsulatorisplayingyourvision!TheId-VgCurveofTFTTheId-VgCurveofTFTIon=AboutuAa-Si:HTFTOn/OffRatio=10E6TFT-LCDWorksin(turn-on)Non-saturationrange.isplayingyourvision!ThresholdVoltageThresholdVoltageisplayingyourvision!TheCoefficientofIdCurrentTheCoefficientofIdCurrentisplayingyourvision!TestElementGroup(TEG)TestElementGroup(TEG)isplayingyourvision!Thanksforyourattention!