半導體材料簡介及應用

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█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。

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█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:

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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。

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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

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●半導體

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