Глибоке занурення в технологію низькотемпературного полікремнію: ядро ​​дисплея TFT і промислові застосування

Огляд технології тонкоплівкових транзисторів

У сучасних дисплейних панелях з активною матрицею тонкоплівковий транзистор (TFT) служить основним рушійним компонентом. Активна область каналу в основному виготовлена ​​з кремнієвого матеріалу. На основі відмінностей у процесі та продуктивності TFT в основному класифікуються на три типи: аморфний кремній (a-Si), низькотемпературний полікремній (LTPS) і високотемпературний полікремній (HTPS). 

Серед них технологія низькотемпературного полікремнію (LTPS) стала основним вибором для виробничих ліній 6-го покоління та нижчих ліній завдяки чудовій мобільності електронів, низькому енергоспоживанню, високій роздільній здатності та відносно простому процесу виробництва.

Поглиблений аналіз конструкції LTPS-TFT

Як показано на малюнку 1, типова структура LTPS-TFT типу LDD (злегка легований стік) складається в основному з підкладки та буферного шару. Підкладка зазвичай виготовляється з безлужного оптичного скла дисплею, на якому нанесено буферний шар діоксиду кремнію (SiO₂) або двошарову структуру SiO₂/SiNx. 

Ключовою функцією цього буферного шару є запобігання дифузії іонів металу зі скла в активну область полікремнію, тим самим пригнічуючи утворення дефектів і струм витоку.

Порівняно з одношаровим SiO₂, SiNx (нітрид кремнію) має вищу діелектричну проникність (SiO₂ ~4, SiNx 6–8), пропонуючи кращу стійкість до пробою, бар’єрні властивості та здатність відновлювати окислення. Нітрид кремнію, отриманий PE-CVD, може мати вміст кисню приблизно до 10²² см⁻³, що забезпечує стабільність пристрою.

Для процесу полікристалізації шар аморфного кремнію необхідно перетворити на шар полікремнію. Загальні методи включають кристалізацію в твердій фазі, індуковану металом бічну кристалізацію (наприклад, індуковану нікелем) і лазерну кристалізацію.

 Серед них лазерна кристалізація забезпечує кристалізацію шляхом миттєвого високотемпературного плавлення, пропонуючи високу ефективність і однорідні зерна. Однак слід зазначити, що якщо використовується двошарова буферна структура SiO₂/SiNx, під час лазерної кристалізації може статися явище вибуху водню, що призведе до дефектів. 

Рішення включають проведення дегідрування перед лазерною кристалізацією або використання одношарової структури SiO₂ з надзвичайно низьким вмістом водню.

Технологія LDD передбачає імплантацію низьких доз іонів в області джерела/стоку всередині затвора, точно контролюючи концентрацію легування для формування концентраційної буферної зони з високим послідовним опором. Це ефективно зменшує локальний градієнт електричного поля, пригнічує струм витоку та дозволяє уникнути ефекту гарячого носія.

Промислове застосування та професійні дисплеї

Оскільки технологія дисплеїв розвивається в напрямку вищої роздільної здатності, нижчого енергоспоживання та тонших форм-факторів, LTPS-TFT став критично важливим технологічним шляхом для панелей дисплеїв середнього та високого класу. У практичній реалізації продукту загальний дизайн і виробничі можливості модулів дисплея однаково важливі.

У цій галузі CNK (абревіатура від CNAOKE Electronics) є спеціалізованою технологічною компанією, яка займається розробкою, виробництвом і продажем пристроїв відображення та інтерактивних продуктів HMI (людина-машинний інтерфейс), визнана «спеціалізованою, вдосконаленою, відмінною та інноваційною» компанією.

Його основна продукція включає монохромні РК-дисплеї та монохромні модулі, модулі TFT-дисплеїв від 0,96 до 15,6 дюймів, модулі OLED та інтерактивні модулі HMI, які широко використовуються в промисловому управлінні, розумному домі, медичному обладнанні, автомобільних дисплеях та багатьох інших галузях.

Незалежно від того, чи для базових потреб дисплеїв використовують РК-екрани, чи для високопродуктивних рішень, необхідних виробникам РК-дисплеїв, CNK пропонує індивідуальні, економічно ефективні рішення. Використовуючи передові виробничі лінії та сувору систему контролю якості, CNK продовжує постачати своїм клієнтам стабільні основні компоненти дисплея.

Висновок

Від основної технології LTPS TFT до інтеграції та оптимізації повних модулів дисплея, кожен прогрес у галузі дисплеїв спирається на синергію матеріалів, процесів і можливостей дизайну. CNK продовжуватиме поглиблювати свою присутність у галузі дисплеїв і взаємодії між людиною та машиною, допомагаючи більшій кількості кінцевих продуктів досягати чіткішого та розумнішого відображення.

Про CNK

Заснована в Шеньчжені в 2010 році компанія CNK Electronics (коротко CNK) розширила провідну світову фабрику в Луняні, Фуцзянь, у 2019 році. Це національне спеціалізоване та інноваційне підприємство «маленького гіганта», яке спеціалізується на проектуванні, розробці, виробництві та продажі дисплеїв. CNK надає клієнтам повний спектр економічно ефективних дисплеїв малого та середнього розміру, рішень і послуг з відмінною якістю по всьому світу. Орієнтована на технології та високу якість, CNK зберігає стійкий розвиток, працює над тим, щоб пропонувати клієнтам  кращі та стабільні послуги.