비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si)은 단결정처럼 원자들이 규칙적으로 정렬되지 않고, 불규칙하게 제멋대로 위치한 경우입니다. 따라서 Si 원자들간에 결합이 연결되지 않은 불포화 결합(dangling bond)이 많이 생겨나서 결함들로 존재하며, 따라서 가전자대와 전도대 사이의 밴드 갭 내에 결함 준위들이 다량 발생하게 되죠. 이로 인하여, 전자들의 빈번한 충돌은 물론, 전자와 정공의 생성과 결합 과정이 무작위로 발생하게 되어서 결국은 전하 운반자(전자 혹은 정공)의 이동도가 감소하고, 반도체 소자에서 원치 않은 누설 전류가 증가하는 등의 문제가 커집니다.
물론 수소화 과정을 통하여 불완전 결합에 수소를 연결시켜 결함을 줄이고 이동도를 향상 시키고는 있지만, 디스플레이 구동용 TFT 채널층으로 이용하기에는 고해상도의 LCD에서의 개구율 극복, OLED에서의 전류 구동 능력에서의 한계로 인해 많이 부족한 실정이죠. 따라서, 고해상도와 대면적, 그리고 전류 구동용 구동 TFT 소자로서의 자리는 LTPS-TFT나 산화물 TFT로 넘기고, 비교적 낮은 가격의 중, 저성능용 중소형 LCD에 주로 사용되고 있습니다.
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a. 비정질 실리콘 TFT의 최초 응용은 다스플레이가 아니었는데, 어떤 소자나 장치에서 응용이 되었을까
b. 전하 이동도와 화소 개구율 등에서 비정질 실리콘이 한계에 부딪친 요즘, 비정질 실리콘의 운명은 어떻게 될까
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