以高介電層材料在室溫製程開發低操作電壓之透明氧化物薄膜電晶體(II)

大面積主動陣列顯示器技術是目前研究的重要課題。而輕薄、透明、可撓曲的顯示器的元件技術也是受到關注。目前顯示器所用的薄膜電晶體元件是以非晶矽（amorphous silicon；a-Si）與多晶矽( poly silicon)為主，而以非晶矽薄膜電晶體(a-Si TFT)來說其電子遷移率僅約0.5~1.0cm2/Vs，而多晶矽薄膜電晶體的電子遷移率雖達100~300 cm2/Vs，但是導通電壓並不穩定而且製程溫度高(非晶矽為主:450℃;多晶矽為主: 500℃)，不透光、光照後漏電流大，而金屬氧化物半導體材料可以在室溫環境下製作，薄膜具有極佳的透光性，且因其能隙較寬因此不受光能量的影響，沒有光照後的漏電流，此外在室溫沉積之非晶氧化物半導體其元件的遷移率最佳可高達70 cm2/Vs以上，能大大降低元件的切換時間，加快顯示器畫面切換的速度。我們使用高介電係數的HfO2、Gd2O3及LaAlO3來當氧化層材料，室溫條件下來製作以氧化鋅及氧化銦鋅為主動層材料的低操作電壓之薄膜電晶體。以雷射脈衝式沈積系統（PLD）及濺鍍系統(Sputter)製作底部閘極（Bottom Gate）及頂部閘極（Top Gate）透明薄膜電晶體。我們將會針對室溫下成長的氧化鋅薄膜材料特性與物理性質、氧化層材料並對電性等加以深入研究。我們將由本實驗室成熟的P型有機(pentacene-based主動層)薄膜電晶體技術結合前面研發之N型(ZnO or IZO-based主動層)薄膜電晶體實現全透式的互補式反相器(CTFT Inverter)；此外，我們也計畫針對元件製程與參數的調整來操控臨界電壓VT，藉由不同VT的兩個N型透明薄膜電晶體結合成N型反相器電路(NTFT Inverter)；實現大面積與高速需求的主動顯示器元件，最後本計畫將電晶體製作於可撓式基板，以期能將此研究更進一步應用於未來日常生活中如：綠能科技或是電子紙等產品。

系統編號:PB9908-0612
原計畫編號:NSC99-2221-E182-058