Глубокое погружение в низкотемпературную поликремниевую технологию: ядро ​​TFT-дисплея и промышленное применение

Обзор технологии тонкопленочных транзисторов

В современных панелях дисплеев с активной матрицей тонкопленочный транзистор (TFT) служит основным компонентом управления. Активная область канала выполнена преимущественно из кремниевого материала. В зависимости от технологических различий и характеристик TFT в основном подразделяются на три типа: аморфный кремний (a-Si), низкотемпературный поликремний (LTPS) и высокотемпературный поликремний (HTPS). 

Среди них технология низкотемпературного поликремния (LTPS) стала основным выбором для производственных линий 6-го поколения и ниже благодаря превосходной подвижности электронов, низкому энергопотреблению, высокому разрешению и относительно простому производственному процессу.

Углубленный анализ конструкции структуры LTPS-TFT

Как показано на рисунке 1, типичная структура LTPS-TFT типа LDD (слегка легированный сток) состоит в основном из подложки и буферного слоя. Подложка обычно изготавливается из бесщелочного оптического стекла дисплейного качества, на которое нанесен буферный слой диоксида кремния (SiO₂) или двухслойная структура SiO₂/SiNx. 

Ключевой функцией этого буферного слоя является предотвращение диффузии ионов металлов из стекла в активную область поликремния, тем самым подавляя образование дефектов и ток утечки.

По сравнению с однослойным SiO₂, SiNx (нитрид кремния) имеет более высокую диэлектрическую проницаемость (SiO₂ ~4, SiNx 6–8), обеспечивая лучшую стойкость к пробою, барьерные характеристики и способность к восстановлению после окисления. Нитрид кремния, полученный методом PE-CVD, может иметь содержание кислорода примерно до 10²² см⁻³, что обеспечивает стабильность устройства.

Для процесса поликристаллизации слой аморфного кремния должен быть преобразован в слой поликремния. Общие методы включают твердофазную кристаллизацию, латеральную кристаллизацию, индуцированную металлом (например, индуцированную никелем) и лазерную кристаллизацию.

 Среди них лазерная кристаллизация обеспечивает кристаллизацию посредством мгновенного высокотемпературного плавления, обеспечивая высокую эффективность и однородность зерен. Однако следует отметить, что при использовании двухслойной буферной структуры SiO₂/SiNx при лазерной кристаллизации может возникнуть явление взрыва водорода, приводящее к дефектам. 

Решения включают проведение дегидрирования перед лазерной кристаллизацией или использование однослойной структуры SiO₂ с чрезвычайно низким содержанием водорода.

Технология LDD предполагает имплантацию ионов низкими дозами в области истока/стока внутри затвора, точно контролируя концентрацию легирования для формирования концентрационной буферной зоны с высоким последовательным сопротивлением. Это эффективно уменьшает локальный градиент электрического поля, подавляет ток утечки и позволяет избежать эффекта горячих носителей.

Промышленное применение и профессиональные решения для отображения

Поскольку технология отображения развивается в сторону более высокого разрешения, более низкого энергопотребления и более тонких форм-факторов, LTPS-TFT стал важнейшим технологическим путем для дисплеев среднего и высокого класса. При практической реализации продукта одинаково важны общая конструкция и производственные возможности модулей дисплея.

В этой области CNK (аббревиатура CNAOKE Electronics) является специализированным технологическим предприятием, занимающимся разработкой, производством и продажей устройств отображения и интерактивных продуктов HMI (человеко-машинный интерфейс), признанным «Специализированным, усовершенствованным, выдающимся и инновационным» предприятием.

Ее основная продукция включает монохромные ЖК-дисплеи и монохромные модули, модули TFT-дисплеев размером от 0,96 до 15,6 дюйма, модули OLED и интерактивные модули HMI, широко используемые в промышленном управлении, умном доме, медицинском оборудовании, автомобильных дисплеях и многих других областях.

Будь то базовые потребности в отображении с использованием ЖК-экранов или высокопроизводительные решения, необходимые производителям ЖК-дисплеев, CNK предлагает индивидуальные и экономически эффективные решения. Используя передовые производственные линии и строгую систему контроля качества, CNK продолжает поставлять своим клиентам стабильные основные компоненты дисплеев.

Заключение

От базовой технологии LTPS TFT до интеграции и оптимизации полных модулей дисплея — каждое достижение в индустрии дисплеев основано на синергии материалов, процессов и возможностей проектирования. CNK продолжит углублять свое присутствие в области дисплеев и взаимодействия человека и машины, помогая большему количеству конечных продуктов достигать более четкого и интеллектуального отображения.

О ЦНК

Компания CNK Electronics (кратко CNK), основанная в Шэньчжэне в 2010 году, в 2019 году расширила ведущий мировой завод в Лунъяне, провинция Фуцзянь. Это национальное специализированное и инновационное предприятие «маленького гиганта», которое специализируется на проектировании, разработке, производстве и продаже дисплейной продукции. CNK предоставляет клиентам полный спектр экономичных модулей отображения малого и среднего размера, решений и услуг превосходного качества по всему миру. Ориентированная на технологии и высокое качество, CNK поддерживает устойчивое развитие, работает над тем, чтобы предлагать клиентам более качественные и стабильные услуги.