تعد ترانزستورات الأغشية الرقيقة ذات البوابة السفلية (TFTs) مكونًا محوريًا في الأجهزة الإلكترونية الحديثة. يتكون هيكل TFT من طبقة أشباه الموصلات وأقطاب المصدر والصرف وقطب البوابة. يتم توصيل قطب البوابة بدائرة التحكم ويعمل كمفتاح للترانزستور.
يتم فصل قطب البوابة عن طبقة أشباه الموصلات بواسطة طبقة عازلة تعرف باسم الطبقة العازلة أو عازل البوابة. تعتبر الطبقة العازلة حاسمة في تحديد أداء الترانزستور من خلال تنظيم قوة المجال الكهربائي الناتج عن جهد البوابة. يلعب اختيار المواد للطبقة العازلة دورًا مهمًا في إنتاج TFTs عالية الأداء، حيث يؤثر ذلك على الاستقرار الكهربائي للجهاز، وتنقل حامل الشحنة، وسرعة التبديل.
المواد العازلة الأكثر استخدامًا لـ TFTs ذات البوابة السفلية هي ثاني أكسيد السيليكون (SiO2)، ونيتريد السيليكون (Si3N4)، وأكسيد الألومنيوم (Al2O3). كل من هذه المواد لها خصائصها ومزاياها الفريدة. على سبيل المثال، يوفر SiO2 أداءً كهربائيًا ممتازًا واستقرارًا حراريًا، ويوفر Si3N4 جهدًا عاليًا للانهيار وقوة ميكانيكية، بينما يوفر Al2O3 ثباتًا عازلًا عاليًا واستقرارًا حراريًا عاليًا.
في الختام، يعد قطب البوابة والطبقة العازلة جزءًا لا يتجزأ من أجهزة TFTs ذات البوابة السفلية. تعد الطبقة العازلة المصممة بشكل صحيح والتي تلبي متطلبات أداء الجهاز عنصرًا حاسمًا في تحقيق TFTs عالية الأداء. ومع استمرار البحث والتطوير، ستستمر أجهزة TFT ذات البوابة السفلية في المساهمة بشكل كبير في تقدم الإلكترونيات الحديثة.