IGZO技术,全称为铟镓锌氧化物半导体技术,是一种重要的半导体技术,主要应用于新一代显示器,特别是薄膜晶体管(TFT)中。IGZO技术的关键在于其使用的材料IGZO,即铟镓锌氧化物。
IGZO技术的由来可以追溯到20世纪90年代。日本东京工业大学的细野秀雄教授开始研究透明氧化物半导体材料。他发现,相比于传统认为非结晶材料的电子迁移率远低于结晶材料,以硅为代表的共价键合性物确实如此,但以像素氧化物为代表的离子结合性物质则不然。他提出,如果从气相材料开始制作,就比较容易形成非结晶状态。通过研究,他发现了一种电子迁移率较高、且作为透明导电氧化物也十分出色的代表性材料,这就是IZO(In-Zn-O)。然而,这种材料很难制成绝缘体,无法直接应用于TFT。于是,他提出了在IZO中掺入Ga(镓)后将其制成IGZO的方法。这种方法虽然使电子迁移率降至IZO的1/3,但仍有250cm2/Vs的迁移率,足以作为显示器驱动使用。
IGZO技术的工作原理主要依赖于其独特的电子迁移特性。IGZO材料在非晶状态下具有极高的电子迁移率,与传统的非晶硅a-Si材料相比,IGZO载流子迁移率更高,约为10cm2/Vs。这意味着在相同性能需求下,IGZO所需材料更少,可以实现更小的管子尺寸和更低的像素面积,使设备更加轻薄。此外,IGZO的全透明特性使其对可见光不敏感,能够大大增加元件的开口率,提高亮度,降低功耗。
IGZO技术的结构模型是一种新型的薄膜晶体管结构。相比于传统非晶硅a-Si技术,IGZO技术工艺温度更低,且具有更好的弯曲性能,可以很好地配合柔性OLED。在生产方面,原有的非晶硅面板生产线要改造为LTPS生产线,需要较为复杂的过程,需要的资金也很多,而改造成IGZO面板只是对现有的非晶硅面板生产线进行改良,要容易很多,且不限制生产线的世代数。
IGZO技术的优势在于其高分辨率、低功耗和良好的弯曲性能。由于IGZO的高迁移率,可以在保证透过光量的同时提高单位面积的像素数,提高分辨率。此外,由于漏电流小,画无更新时可以切断电流,可以进一步提高省电效果。同时,由于IGZO的全透明特性,可以使触摸屏更灵敏,采用间歇驱动方式,降低液晶显示器驱动电路产生的噪声对触摸屏检测电路的干扰。
IGZO技术作为新一代显示器的关键技术,以其高电子迁移率、低功耗、良好的弯曲性能和简单的生产过程等优点,正在成为显示技术领域的重要发展趋势。随着技术的不断发展和优化,IGZO技术在未来显示器领域将有更广泛的应用前景。