Il transistor a film sottile ( TCM , English TFT , Thin-film transistor ) è un tipo di transistor ad effetto di campo formato dalla successiva deposizione di diversi strati sottili (poche centinaia di nanometri). Questi sono principalmente dielettrici, un semiconduttore (spesso silicio ) e strati metallici per formare i contatti. Il TCM si distingue quindi dal transistor MOSFET per la natura del suo canale di conduzione e per la sua tecnica di fabbricazione che permette di integrarlo su diversi tipi di media.
In campo industriale, i TCM sono attualmente ampiamente utilizzati per produrre elettronica di visualizzazione ( pixel o circuiti di controllo) per schermi piatti a matrice attiva basati su cristalli liquidi (AMLCD) o diodi organici a emissione di luce ( AMOLED ). Su questi schermi ogni pixel integra un circuito composto da uno o più TCM. Il TCM dispone di una funzione interruttore (AMLCD) o sorgente di corrente (AMOLED). Per realizzare questi circuiti esistono due tecniche per la produzione di TCM: una che utilizza silicio amorfo idrogenato (TCM a-Si: H) e l'altra che utilizza silicio policristallino (TCM poly-Si). Una nuova tecnologia, nota come IGZO ( " ossido di zinco e gallio indio " ) è stata sviluppata da giocatori come Sharp ; offre il vantaggio di offrire un TCM trasparente, dotato di una mobilità dei portatori di carica quaranta volte maggiore di quella del silicio amorfo .
Fu negli anni '60 che la storia della MTC iniziò davvero con la configurazione che conosciamo oggi. Nel 1962, PK Weimer dei laboratori RCA presentò una TCM prodotta su vetro da uno strato policristallino di solfuro di cadmio (CdS). Le prestazioni di questi TCM sono incoraggianti. Tuttavia in questi anni i TCM sono in forte concorrenza con i MOSFET a base di monocristalli di silicio per la realizzazione di circuiti integrati. La prima matrice ACL attiva, composta da MTC in CdSe fu comunque proposta da TP Brody nel 1973. Ma fu solo all'inizio degli anni '80 per vedere la comparsa delle prime MTC in silicio amorfo idrogenato (TCM a-Si: H) e la fine del decennio per l'inizio della produzione in serie di display LCD realizzati con questo materiale. I progressi compiuti negli anni '90 sui processi di produzione sono stati considerevoli, in particolare nelle tecniche di drogaggio a film sottile, nei metodi di deposizione del film o nell'ottimizzazione dell'architettura dei TCM e hanno permesso di ridurre significativamente il prezzo di questi schermi. Nel periodo diOttobre 2000 a Ottobre 2002 ad esempio, il prezzo di uno schermo LCD da 18 "è stato diviso per 2,5. La tecnologia LCD ha rapidamente monopolizzato il campo dei piccoli schermi e quindi il mercato degli schermi dei laptop. I progressi tecnologici hanno permesso di sviluppare gradualmente le dimensioni degli schermi e raggiungere il mainstream mercato televisivo.
La struttura di un TCM prodotto su un substrato di vetro è prossima a quella di un MOSFET su isolante, la conduzione avviene nel cosiddetto strato sottile attivo tra il source e il drain, la cui conducibilità è modulata dal gate.
Tecnologia di visualizzazione riflettente : utilizzata per applicazioni a bassissimo consumo energetico come Electronic Gondola Tags (EEG), orologi con display digitale, contatori ... la tecnologia dual transistor pixel (DTP Dual Transistor Pixel) si riferisce a un innovativo design pixel TFT che utilizza processi innovativi di riciclaggio dell'energia .
Double Transistor Pixel Technology (DTP) : DTP consiste nell'aggiungere un secondo transistor gate nella singola cella TFT in modo da mantenere la visualizzazione di un pixel per 1 secondo senza perdita di immagine o senza danneggiare i transistor nel tempo TFT. Rallentando la frequenza di aggiornamento standard da 60 Hz a 1 Hz, la tecnologia DTP aumenta l'efficienza energetica di ordini di grandezza.
Brevetto internazionale originale depositato nel 2004 : la tecnologia DTP è nata in un laboratorio della California ed è stata originariamente finanziata dai principali venture capitalist statunitensi US VCs (US VP / Thomas Wiesel). Charles Neugerbauer (PhDs) è l'inventore.
Esistono essenzialmente due architetture TCM, una nota come low gate ("Bottom-gate") e l'altra con un high gate ("Top-gate"), questo è il caso dei TCM in polisilicio.
Il processo per la produzione di TCM in silicio amorfo idrogenato (TCM a-Si: H) è generalmente caratterizzato dall'alternanza di fasi di deposizione di film sottile e fasi di fotolitografia .
I principali vantaggi delle MTC:
Il principale campo di integrazione della MTC è attualmente quello del display ed in particolare l'applicazione degli schermi piatti. I due settori più importanti che utilizzano questi transistor sono:
Significativa attività è svolta anche nel campo della ricerca e copre diverse applicazioni. Sono in corso intense ricerche in particolare sullo sviluppo dell'elettronica flessibile, ovvero sull'integrazione di componenti su supporti flessibili (plastica, lamina metallica, ecc.). La ricerca è interessata anche ai TCM usati come sensori. Può essere un sensore chimico per il rilevamento di elementi in ambienti liquidi o gassosi o sensori di impronte digitali.