Transistor de película delgada de óxido
Un transistor de película fina de óxido (TFT de óxido) o transistor de película fina de óxido metálico es un tipo de transistor de película fina en el que el semiconductor es un compuesto de óxido metálico . Un TFT de óxido es distinto de un transistor de efecto de campo de óxido metálico ( MOSFET ), donde la palabra "óxido" se refiere al dieléctrico de puerta aislante (normalmente dióxido de silicio ). En una TFT de óxido, la palabra óxido se refiere al semiconductor. Los TFT de óxido tienen aplicaciones como amplificadores para entregar corriente a los emisores en los paneles posteriores de la pantalla.
El primer transistor que empleó un óxido de metal como semiconductor fue informado en 1964 por Klasens y Koelmans en Philips Research Laboratories. [1] Sin embargo, las TFT de óxido rara vez se volvieron a considerar durante varias décadas después de esto. No fue hasta principios de la década de 2000 que Hideo Hosono , que estudiaba óxidos conductores transparentes , [2] descubrió que los oxisulfuros [3] y el óxido de indio galio zinc [4] [5] podían usarse como semiconductores en TFT. Poco después, John Wager, de la Universidad Estatal de Oregón, informó que las TFT de óxido empleaban el óxido de zinc de óxido binario como semiconductor. [6]
Los óxidos tienen varias propiedades que los hacen preferibles al silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H), que era la tecnología TFT predominante a principios de la década de 2000. [7] En primer lugar, la movilidad de los electrones es aproximadamente 100 veces mayor en las TFT de óxido. [8] Debido a que la corriente fuente-drenador en los transistores es linealmente proporcional a la movilidad de los electrones, [9] también lo son las propiedades de amplificación. El resultado de esto es que se pueden usar transistores más pequeños para proporcionar la misma corriente. En una pantalla, esto significa que es posible una mayor resolución y velocidad de conmutación.
a-Si:H además sufre problemas con la estabilidad ambiental, como el efecto Staebler-Wronski . [10] Como los óxidos ya están oxidados, generalmente son más estables ambientalmente, sin embargo, experimentan un fenómeno llamado Estrés de iluminación de polarización negativa (NBIS) donde el voltaje de umbral cambia bajo iluminación constante. [11]
La mayoría de los TFT de óxido de tipo n (transportador de electrones) emplean semiconductores que tienen una banda prohibida amplia ; generalmente superior a 3 eV . Por esta razón, son atractivos para su uso en electrónica totalmente transparente. Su ancho de banda prohibida también significa que tienen una baja corriente de apagado y, por lo tanto, una alta relación de encendido/apagado; una propiedad deseable para estados de activación y desactivación bien definidos.
Un inconveniente importante de las TFT de óxido es que hay muy pocos semiconductores de óxido metálico de tipo p ( transportador de huecos ). [12] Si bien no es un problema importante cuando se proporciona amplificación a los emisores, esto significa que los semiconductores de óxido son menos adecuados para la lógica complementaria y, por lo tanto, para el procesamiento de la información .
