6月21日，據報道，日本顯示器公司（JDI）和出光興產宣布成功開發了可應用于可穿戴設備、智能手機、VR、筆記本電腦和大型電視等各種顯示器的創新多晶氧化物半導體Poly-OS（多晶氧化物半導體）。
通過整合出光興產新開發的專有多晶氧化物半導體材料和 JDI 專有的背板技術，新的 Poly-OS 在第 6 代線上量產時實現高遷移率和低截止漏電流，顯著提高了顯示性能。Poly-OS 還可部署到更大世代的第 8 代及以上生產線，顯著降低顯示器制造成本。JDI 和出光興產都致力于在全球范圍內積極推廣這項創新技術。
據悉，出光興產于 2006 年開始開發多晶氧化物半導體材料 IGO（氧化銦鎵）。IGO 的特點是具有與低溫多晶硅 (LTPS) 相同的高遷移率，這在傳統氧化物半導體中是不可能的。此外，該工藝適用于第8代及以上的大線，并且可以制造薄膜晶體管(TFT) 。
JDI利用其獨有的背板技術，在茂原工廠（千葉縣茂原市）的第6代量產線上成功實現了世界首個多晶氧化物半導體Poly-OS的商業化。
JDI 開發的 Poly-OS 實現了四倍于傳統的場效應的遷移率，并于 2022 年 3 月 30 日宣布為 JDI 的原創技術HMO（High Mobility Oxide）。
未來，兩家公司將致力于普及多晶氧化物半導體Poly-OS技術，希望能夠應用于更廣泛的行業領域。
Poly-OS技術簡介
與a-Si一樣，傳統的氧化物半導體晶體管可以容易地大面積制造并且由于低截止漏電流而具有低功耗。但是，它們的遷移率低于 LTPS。兩家公司開發的創新多晶氧化物半導體“Poly-OS”技術顯著提高了遷移率，并成功實現了與 LTPS 相當的更高性能。因此，Poly-OS 可以創建與現有背板技術的最佳特性結合在一起的產品（圖 1）。
圖1 技術概念
氧化物半導體的分類
氧化物半導體已通過將非晶或晶體結構（例如C 軸取向晶體/納米晶體）用于晶體管的有源層而實現商業化。出光興產開發的多晶氧化物半導體材料IGO的特點是能夠通過與現有的非晶氧化物半導體相同的工藝（450℃以下）實現多晶狀態（圖2）。通過將這種多晶氧化物半導體用于有源層，可以最大化原始氧化物半導體的遷移率。
圖2 氧化物半導體的結晶度
Poly-OS工藝技術
具有高電子遷移率的氧化物材料通常難以控制電荷載流子，并且未經修改就不能用作晶體管。通過整合 JDI 在 CVD 、濺射、退火和蝕刻方面的成熟工藝技術，Poly-OS 可以實現高遷移率和低截止泄漏電流的穩定操作（圖 3 和 4）。此外，通過采用最佳的頂柵自對準結構（ Top Gate Self Align）（圖5）來增加導通電流，即使在 2 μm 的溝道長度和電流可以得到與LTPS相當的驅動力（圖6）。
圖3 第6代量產線同結構的TFT特性對比
圖4、第6代線（N = 28pt）的面內均勻性改善
圖5 薄膜晶體管的截面結構
圖6 TFT尺寸改變為L長2 μm和W寬從2變為25 μm時的電流增加(Vd = 0.1V, Vd = 10V)
