【SID】夏普与日本半导体能源研究所采用结晶类新IGZO
时间：2013-03-11 10:12:00
手机看文章
扫描二维码
随时随地手机看文章
[导读]夏普2012年6月1日宣布，与日本半导体能源研究所共同开发出了具有结晶性、提高了性能的新型IGZO（In-Ga-Zn-O）TFT。该元件可用做智能手机和平板终端等不断推进高精细的液晶面板和有机EL面板的驱动元件。关于用此次开发
夏普2012年6月1日宣布，与日本半导体能源研究所共同开发出了具有结晶性、提高了性能的新型IGZO（In-Ga-Zn-O）TFT。该元件可用做智能手机和平板终端等不断推进高精细的液晶面板和有机EL面板的驱动元件。关于用此次开发的IGZO TFT做驱动元件的液晶面板的量产事宜，夏普副社长、执行董事、技术负责人兼Only One商品设计本部长水嶋繁光表示：“这要看客户的要求，我们希望能在2012年度内开始量产。”
图1：此次开发的新IGZO的概要
图2：6.1英寸液晶面板。用于平板终端等移动产品
在6月1日于东京都内举行的新闻发布会上，夏普公开了用此次开发的IGZO TFT做驱动元件的液晶面板和有机EL面板，其中液晶面板有4.9英寸和6.1英寸两款产品。像素和分辨率方面，4.9英寸产品为1280×720像素、302ppi分辨率，6.1英寸产品为2560×1600像素、498ppi分辨率。夏普的水嶋充满自信地说道：“我们已经确立了技术，可顺利量产最大500ppi分辨率的产品。”关于与采用低温多结晶硅TFT的自主“CG硅”TFT产品的共存，水嶋表示：“这取决于用户的要求，但我们肯定会将重点转向IGZO TFT。”
发布会上公开的有机EL面板有13.5英寸和3.4英寸两款产品，像素分别为3840×2160像素和960×540像素，分辨率均为326ppi。13.5英寸产品在白色有机EL元件中采用RGB3色彩色滤光片，实现了彩色显示。3.4英寸产品采用树脂基板，支持柔性基板。关于有机EL元件的材料和光提取方法等详细情况，夏普的解说员表示，“由于是试制品，不便公开”。
夏普的水嶋将有机EL面板定位为“移动显示器的一个重要领域”，但未明确量产时间，只表示“虽然在技术上可行，但还存在成本等经济课题以及投资回报方面的课题”。
结晶沿c轴方向生长
IGZO是一种氧化物半导体。夏普从2012年3月开始在龟山第二工厂量产非结晶IGZO TFT驱动的平板终端用液晶面板。与电视机等使用的非晶硅TFT相比，正在量产的非结晶IGZO TFT的载流子迁移率高出20～50倍，关断状态的漏电流仅为1/100。由此，与非晶硅TFT驱动的液晶面板相比，非结晶IGZO TFT驱动的液晶面板可提高以下三个方面的性能：（1）高精细化、（2）低功耗化、（3）触摸面板高性能化。而且，还可以通过与非晶硅TFT同等尺寸的大面积玻璃基板实现量产，这也是一个优点。
[!--empirenews.page--]
据介绍，此次通过提高IGZO TFT的结晶性，可以进一步提高载流子迁移率和关断状态的漏电流等特性。比如，85℃下的漏电流降至“100yA/μm（y:10-24）以下”（半导体能源研究所代表董事山崎舜平），还可以抑制光照射条件下的I-V特性变化。通过发挥这些特性、组合使用结晶硅类半导体，“存储器、图像传感器和CPU等显示器以外用途也可实现此前从未有过的高性能”（山崎舜平）。
夏普与半导体能源研究所开发出了使IGZO层沿着c轴方向结晶生长的技术。该结晶从c轴方向观察为六角形的结晶构造，从垂直于c轴方向观察则为层状的结晶构造。两家公司将该结晶构造称作“CAAC(C-Axis Aligned Crystal)”。夏普此次没有公布生产工艺的详细情况，不过半导体能源研究所的山崎表示，“在非结晶IGZO层成膜后，追加退火处理，从而实现了结晶生长。处理条件上有一些特殊的专用技术”。但与现有的非晶类IGZO TFT相比，“基本的的制造工序没有变化”（夏普的水嶋）。
另外，夏普与半导体能源研究所将在2012年6月3～8日于美国波士顿举行的全球最大显示器国际学会“2012 SID International Symposium, Seminar & Exhibition(SID 2012)”上，发布此次IGZO技术的详细内容（论文序号：9.2，27.4等）。
图1：此次开发的新IGZO的概要
图2：6.1英寸液晶面板。用于平板终端等移动产品
在6月1日于东京都内举行的新闻发布会上，夏普公开了用此次开发的IGZO TFT做驱动元件的液晶面板和有机EL面板，其中液晶面板有4.9英寸和6.1英寸两款产品。像素和分辨率方面，4.9英寸产品为1280×720像素、302ppi分辨率，6.1英寸产品为2560×1600像素、498ppi分辨率。夏普的水嶋充满自信地说道：“我们已经确立了技术，可顺利量产最大500ppi分辨率的产品。”关于与采用低温多结晶硅TFT的自主“CG硅”TFT产品的共存，水嶋表示：“这取决于用户的要求，但我们肯定会将重点转向IGZO TFT。”
发布会上公开的有机EL面板有13.5英寸和3.4英寸两款产品，像素分别为3840×2160像素和960×540像素，分辨率均为326ppi。13.5英寸产品在白色有机EL元件中采用RGB3色彩色滤光片，实现了彩色显示。3.4英寸产品采用树脂基板，支持柔性基板。关于有机EL元件的材料和光提取方法等详细情况，夏普的解说员表示，“由于是试制品，不便公开”。
夏普的水嶋将有机EL面板定位为“移动显示器的一个重要领域”，但未明确量产时间，只表示“虽然在技术上可行，但还存在成本等经济课题以及投资回报方面的课题”。
结晶沿c轴方向生长
IGZO是一种氧化物半导体。夏普从2012年3月开始在龟山第二工厂量产非结晶IGZO TFT驱动的平板终端用液晶面板。与电视机等使用的非晶硅TFT相比，正在量产的非结晶IGZO TFT的载流子迁移率高出20～50倍，关断状态的漏电流仅为1/100。由此，与非晶硅TFT驱动的液晶面板相比，非结晶IGZO TFT驱动的液晶面板可提高以下三个方面的性能：（1）高精细化、（2）低功耗化、（3）触摸面板高性能化。而且，还可以通过与非晶硅TFT同等尺寸的大面积玻璃基板实现量产，这也是一个优点。
[!--empirenews.page--]
据介绍，此次通过提高IGZO TFT的结晶性，可以进一步提高载流子迁移率和关断状态的漏电流等特性。比如，85℃下的漏电流降至“100yA/μm（y:10-24）以下”（半导体能源研究所代表董事山崎舜平），还可以抑制光照射条件下的I-V特性变化。通过发挥这些特性、组合使用结晶硅类半导体，“存储器、图像传感器和CPU等显示器以外用途也可实现此前从未有过的高性能”（山崎舜平）。
夏普与半导体能源研究所开发出了使IGZO层沿着c轴方向结晶生长的技术。该结晶从c轴方向观察为六角形的结晶构造，从垂直于c轴方向观察则为层状的结晶构造。两家公司将该结晶构造称作“CAAC(C-Axis Aligned Crystal)”。夏普此次没有公布生产工艺的详细情况，不过半导体能源研究所的山崎表示，“在非结晶IGZO层成膜后，追加退火处理，从而实现了结晶生长。处理条件上有一些特殊的专用技术”。但与现有的非晶类IGZO TFT相比，“基本的的制造工序没有变化”（夏普的水嶋）。
另外，夏普与半导体能源研究所将在2012年6月3～8日于美国波士顿举行的全球最大显示器国际学会“2012 SID International Symposium, Seminar & Exhibition(SID 2012)”上，发布此次IGZO技术的详细内容（论文序号：9.2，27.4等）。
| 图3：4.9英寸液晶面板。用于智能手机 | 图4：13.5英寸有机EL面板。可以看到几处竖线缺陷 | |
| 图5：3.4英寸柔性有机EL面板 | 图6：现有非晶IGZO TFT的特点 | |
| 图7：CAAC的构造 | [!--empirenews.page--]图8：从c轴方向上观察到的TEM图像。右侧是开发产品，左侧是非晶IGZO | |
| 图9：沿着垂直于c轴方向所观察到的TEM图像。右侧是开发品，左侧是非晶IGZO | 图10：在光照射条件下，TFT特性不均的情况有所改善 |
下载文档
