Дълбоко потапяне в нискотемпературната полисиликонова технология: ядро ​​на TFT дисплей и промишлени приложения

Преглед на технологията на тънкослойните транзистори

В модерните дисплеи с активна матрица тънкослойният транзистор (TFT) служи като основен задвижващ компонент. Активната област на канала е направена предимно от силициев материал. Въз основа на разликите в процеса и производителността, TFT се класифицират главно в три типа: аморфен силиций (a-Si), нискотемпературен полисилиций (LTPS) и високотемпературен полисилиций (HTPS). 

Сред тях технологията за нискотемпературен полисилиций (LTPS) се превърна в основен избор за 6-то поколение и под производствените линии поради отличната си подвижност на електрони, ниска консумация на енергия, висока разделителна способност и относително прост производствен процес.

Задълбочен анализ на дизайна на структурата на LTPS-TFT

Както е показано на Фигура 1, типична LDD (леко легиран дренаж) тип LTPS-TFT структура се състои предимно от субстрат и буферен слой. Субстратът обикновено е направен от безалкално оптично стъкло за дисплей, върху което е отложен буферен слой от силициев диоксид (SiO₂) или двуслойна SiO₂/SiNx структура. 

Ключовата функция на този буферен слой е да предотврати дифузията на метални йони от стъклото в активната област на полисилиция, като по този начин потиска образуването на дефекти и тока на утечка.

В сравнение с еднослойния SiO₂, SiNx (силициев нитрид) има по-висока диелектрична константа (SiO₂ ~4, SiNx 6–8), предлагайки по-добра устойчивост на разрушаване, бариерни характеристики и способност за възстановяване от окисляване. Силициевият нитрид, получен чрез PE-CVD, може да има съдържание на кислород до приблизително 10²² cm⁻³, което гарантира стабилност на устройството.

За процеса на поликристализация, аморфният силициев слой трябва да бъде превърнат в полисилициев слой. Обичайните методи включват кристализация в твърда фаза, индуцирана от метал странична кристализация (напр. индуцирана от никел) и лазерна кристализация.

 Сред тях лазерната кристализация постига кристализация чрез мигновено топене при висока температура, предлагайки висока ефективност и еднородни зърна. Все пак трябва да се отбележи, че ако се използва двуслойна буферна структура SiO₂/SiNx, по време на лазерна кристализация може да възникне феномен на водородна експлозия, което да доведе до дефекти. 

Решенията включват извършване на дехидрогениращо изпичане преди лазерна кристализация или използване на еднослойна SiO₂ структура с изключително ниско съдържание на водород.

LDD технологията включва имплантиране на йони с ниска доза в областите източник/източване вътре в портата, прецизно контролиране на концентрацията на допинг, за да се образува концентрационна буферна зона с високо серийно съпротивление. Това ефективно намалява локалния градиент на електрическото поле, потиска тока на утечка и избягва ефекта на горещ носител.

Индустриални приложения и професионални решения за дисплеи

Тъй като технологията на дисплеите се развива към по-висока разделителна способност, по-ниска консумация на енергия и по-тънки форм-фактори, LTPS-TFT се превърна в критичен технологичен път за дисплеи от среден до висок клас. При практическото внедряване на продукта цялостният дизайн и производствените възможности на дисплейните модули са еднакво важни.

В тази област CNK (съкращение от CNAOKE Electronics) е специализирано технологично предприятие, ангажирано в разработването, производството и продажбите на устройства за показване и HMI (интерфейс човек-машина) интерактивни продукти, признато като „Специализирано, усъвършенствано, отличително и иновативно“ предприятие.

Основните му продукти включват монохромни LCD дисплеи и монохромни модули, 0,96‑ до 15,6‑инчови TFT дисплейни модули, OLED модули и HMI интерактивни модули, широко използвани в промишлено управление, интелигентен дом, медицинско оборудване, автомобилни дисплеи и много други области.

Независимо дали за основни нужди на дисплея с помощта на LCD екрани или високопроизводителни решения, изисквани от производителите на LCD дисплеи, CNK предоставя персонализирани, рентабилни решения. Използвайки усъвършенствани производствени линии и стриктна система за контрол на качеството, CNK продължава да доставя стабилни, основни компоненти на дисплея на своите клиенти.

Заключение

От основната LTPS TFT технология до интегрирането и оптимизирането на цялостни модули за дисплеи, всеки напредък в индустрията за дисплеи разчита на синергията на материали, процеси и дизайнерски възможности. CNK ще продължи да задълбочава присъствието си в областта на дисплеите и взаимодействието човек-машина, помагайки на повече крайни продукти да постигнат по-ясни и по-интелигентни изживявания на дисплея.

Относно CNK

Основана в Шенжен през 2010 г., CNK Electronics (накратко CNK) разшири водещата в света фабрика в Лонгян, Фуджиан през 2019 г. Това е национално специализирано и иновативно предприятие „малък гигант“, което е специализирано в проектирането, разработването, производството и продажбите на дисплеи. CNK предоставя на клиентите пълна гама от рентабилни малки и средни дисплейни модули, решения и услуги с отлично качество в целия свят. Ориентирана към технологиите и високото качество, CNK държи на устойчивото развитие, работи, за да предложи на клиентите  по-добри и стабилни услуги.