半導體材料簡介及應用

█半導體材料結構

半導體材料大體可分成三大區塊,即單晶、多晶、非晶。

█半導體材料之應用

●薄膜電晶體(TFT)面板

控制每一個畫素開關的薄膜電晶體（TFT）是先使用化學氣相沉積（CVD）

在玻璃上方成長一層非晶矽，再將TFT製作在非晶矽上方，因為玻璃基板

是「非晶」所以製作在上面的薄膜電晶體也是「非晶」。

TFT的分類可以分為a-Si TFT（非晶矽）、LTPS TFT（低溫多晶矽），

HTPS(高溫多晶矽) ，IGZO TFT（Oxide TFT）。

1. 氧化銦鎵鋅IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)

是一種薄膜電晶體技術，在TFT-LCD主動層之上，打上一層金屬氧化物。

IGZO技術由夏普(Sharp)與日本半導體能源研究所共同開發的產品。

其結構如下圖:

2.低溫多晶矽(Low Temperature Poly-silicon；簡稱LTPS)

薄膜電晶體液晶顯示器是在封裝過程中，利用準分子雷射作為熱源，

雷射經過投射系統後，會產生能量均勻分布的雷射光束，投射於非晶矽

結構的玻璃基板上，當非晶矽結構玻璃基板吸收準分子鐳射的能量後，

會轉變成為多晶矽結構，因整個處理過程都是在600℃以下完成，

故一般玻璃基板皆可適用LTPS技術。

此外，LTPS還是發展AMOLED的最佳技術平台。

3. a-Si TFT（非晶矽）

非晶矽薄膜電晶體（a-Si:H TFT--amorphous silicon thin film transistor）

溝道採用非晶矽材料製成，非晶矽薄膜電晶體在結構和工作原理上和

一般的MOSFET相似。具有MOS結構，並且也是場效應電晶體。

柵極在非晶矽中感應溝道，並在源漏偏壓下導電。

4. HTPS(高溫多晶矽)

HTPS是High Temperature Poly-Silicon（高溫多晶矽）的簡稱，

它是有源矩陣驅動方式的透過型LCD。 具有小型、高精細、高對比度、

驅動器可內置等特點。製造方法與半導體大致相同，由於經過高溫處理，容易實現細微化（多像素、高 開口率 ）；同時，由於能夠在基板上生成驅動器，因此具有小型、高可靠性的特點。 HTPS的應用領域，通常都是用來做為放大型的顯示產品。例如液晶投影機、背投影電視等。一般來說，手機或是計算機的LCD屏幕，都是屬於直視型，也就是使用者可以直接觀看屏幕並讀取信息。HTPS雖然也是TFT的一種，但無法直接用於手機或計算機屏幕等用途。

HTPS LCD的應用大致分為下列三種：OHD（Over Head Display）、Helmet及LV（Light Valve）。其主要用途介紹如下：

OHD：抬頭顯示器，將影像投影在擋風玻璃上（或是透明玻璃），用在汽車或是飛機上，在許多空戰片當中可以一窺其面貌；

Helmet：此處是指專門用在虛擬幻境（Virtual Reality）頭盔里之顯像；

LV：可翻譯成光閥。當HTPS在液晶投影機中動作的時候，由於所有的光線都會透過HTPS，並由HTPS來決定光穿透的程度，因此，它被稱為「光之閥門」。

●太陽能電池

●半導體