La delgada transistor de película ( TCM , Inglés TFT , Thin-film transistor ) es un tipo de transistor de efecto de campo formado por la deposición sucesiva de varios capas delgadas (unos pocos cientos de nanómetros). Estos son principalmente dieléctricos, un semiconductor (a menudo silicio ) y capas de metal para formar los contactos. El TCM se distingue así del transistor MOSFET por la naturaleza de su canal de conducción y por su técnica de fabricación que permite integrarlo en diferentes tipos de medios.
En el campo industrial, los TCM se utilizan ampliamente en la actualidad para fabricar dispositivos electrónicos de visualización ( píxeles o circuitos de control) para pantallas planas de matriz activa basadas en cristales líquidos (AMLCD) o diodos emisores de luz orgánicos ( AMOLED ). En estas pantallas, cada píxel integra un circuito formado por uno o más TCM. El TCM tiene una función de interruptor (AMLCD) o fuente de corriente (AMOLED). Para conseguir estos circuitos existen dos técnicas de fabricación de TCM: una que utiliza silicio amorfo hidrogenado (TCM a-Si: H) y la otra que utiliza silicio policristalino (TCM poli-Si). Empresas como Sharp están desarrollando una nueva tecnología, conocida como IGZO ( “ óxido de zinc, galio y indio ” ) ; ofrece la ventaja de ofrecer un TCM transparente, dotado de una movilidad de los portadores de carga cuarenta veces mayor que la del silicio amorfo .
Fue en la década de 1960 cuando la historia del TCM realmente comenzó con la configuración que conocemos hoy. En 1962, PK Weimer de los laboratorios RCA presentó un TCM producido sobre vidrio a partir de una capa policristalina de sulfuro de cadmio (CdS). El desempeño de estos MTC es alentador. Sin embargo, en estos años los TCM compiten fuertemente con los MOSFET basados en monocristales de silicio para la realización de circuitos integrados. Sin embargo, TP Brody propuso la primera matriz de LCA activa, compuesta de TCM en CdSe en 1973. Pero no fue hasta principios de la década de 1980 para ver la aparición de los primeros TCM hechos de silicio amorfo hidrogenado (TCM a-Si: H) y el final de la década para el inicio de la producción en masa de pantallas LCD fabricadas con este material. El progreso realizado en la década de 1990 en los procesos de fabricación fue considerable, especialmente en las técnicas de dopaje de película fina, los métodos de deposición de película o la optimización de la arquitectura de los TCM, y permitió reducir significativamente el precio de estas pantallas. Durante el período deOctubre de 2000 a Octubre de 2002 por ejemplo, el precio de una pantalla LCD de 18 "se dividió por 2,5. La tecnología LCD monopolizó rápidamente el campo de las pantallas pequeñas y luego el mercado de las pantallas de portátiles. Los avances tecnológicos han hecho posible desarrollar gradualmente el tamaño de las pantallas y llegar a la corriente principal mercado de la televisión.
La estructura de un TCM producido sobre un sustrato de vidrio es similar a la de un MOSFET sobre aislante, teniendo lugar la conducción en la llamada capa delgada activa entre la fuente y el desagüe, cuya conductividad es modulada por la compuerta.
Tecnología de pantalla reflectante : se utiliza para aplicaciones de muy bajo consumo de energía, como etiquetas electrónicas de góndola (EEG), relojes con pantalla digital, contadores ... La tecnología de píxeles de doble transistor (DTP Dual Transistor Pixel) se refiere a un diseño de píxeles TFT innovador que utiliza procesos de reciclaje de energía .
Tecnología de píxel de doble transistor (DTP) : DTP consiste en agregar una segunda puerta de transistor en la celda TFT individual para mantener la visualización de un píxel durante 1 segundo sin pérdida de imagen o sin dañar los transistores con el tiempo TFT. Al reducir la frecuencia de actualización estándar de 60 Hz a 1 Hz, la tecnología DTP aumenta la eficiencia energética en órdenes de magnitud.
Patente internacional original presentada en 2004 : la tecnología DTP se originó en un laboratorio de California y fue financiada originalmente por los principales capitalistas de riesgo de EE. UU. VC de EE. UU. (VP de EE. UU. / Thomas Wiesel). Charles Neugerbauer (PhD) es el inventor.
Básicamente, existen dos arquitecturas TCM, una conocida como puerta baja ("puerta inferior") y la otra con una puerta alta ("puerta superior"), este es el caso de los TCM de polisilicio.
El proceso de fabricación de TCM en silicio amorfo hidrogenado (TCM a-Si: H) se caracteriza generalmente por la alternancia de etapas de deposición de película delgada y etapas de fotolitografía .
Las principales ventajas de los TCM:
El principal campo de integración de TCM es actualmente el de la visualización y en particular la aplicación de pantallas planas. Los dos sectores más importantes que utilizan estos transistores son:
También se desarrolla una actividad significativa en el campo de la investigación y cubre diversas aplicaciones. Se lleva a cabo una intensa investigación, en particular, sobre el desarrollo de la electrónica flexible, es decir, la integración de componentes sobre soportes flexibles (plástico, lámina metálica, etc.). La investigación también está interesada en los TCM utilizados como sensores. Puede ser un sensor químico para la detección de elementos en entornos líquidos o gaseosos o sensores de huellas dactilares.