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Struktur und Herstellung von TFT-Flüssigkristallen
Jun 14, 2018

Die Arten von TFT

Sie besteht aus mehreren Hauptteilen wie Gate-Elektrode, Gate-Isolierschicht (SiNx oder SiOx), aktiver Schicht (a-Si: H-Schicht), Ohm-Kontaktschicht (n + a-Si: H) und Source-Leakage-Elektrode.

Der Prozess ist einfach.

Das Glassubstrat ist kostengünstig,

Das Leitfähigkeitsverhältnis ist groß.

Hohe Zuverlässigkeit,

Es ist leicht, eine große Fläche zu machen.

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Einheit a-Si TFT-Bereich

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Das Arbeitsprinzip von -Si FET:

Die aktive Schicht ist a-Si: H, nämlich hydriertes a-Si, das zu dem amorphen Halbleitermaterial des schwachen n-Typs gehört. Der Aufhängungsschlüssel in a-Si wird durch den Si-H-Schlüssel effektiv reduziert.

Wenn das Netz plus positive Spannung die Oberfläche die Ansammlung von Elektronen bildet, bildet der Source-Drain plus Spannung einen leitfähigen Kanal.

Eine konstante Spannung wird zwischen Source und Drain angelegt, und der Antwortstrom ist der Source-Leckstrom.

Wenn die variable Gleichspannung zum Gate addiert wird, soll der Gate-Druck ein vertikales elektrisches Feld auf die Oberfläche des Halbleiters einführen, so dass das Energieband so gebogen wird, dass es einen leitenden Kanal entsprechend der Zunahme der meisten Ladungsträgerdichte bildet.

Die Erzeugung und das Verschwinden des Kanals und die Ladungsträgerdichte im Kanal werden durch die Gatespannung gesteuert.

Die Struktur von a-Si TFT:

Der invertierte Gittertyp (Bottom-Gate-Typ) ist unterteilt in: Rückkanalätzen und Rückkanalblockierung.

Die Dicke der a-Si-Schicht der Halbleiterschicht vom Grabenätztyp beträgt 200 bis 300 nm; Die a-Si-Schicht wird auch geätzt, wenn die n + a-Si-Schicht geätzt wird. Da das Auswahlverhältnis des Ätzens klein ist, sollte die a-Si-Schicht dicker sein, der Prozess ist schwierig und die Produktivität ist nicht hoch.

Die Dicke der a-Si-Schicht der halben Leiterschicht der Rückkanalbarriere beträgt 30 bis 50 nm, und das SiN wird beim Ätzen der n + a-Si-Schicht geätzt, da die Ätzauswahl dünner ist als die große a-Si-Schicht Der Prozess ist einfach, die a-Si-Schicht ist dünn und die P-CVD-Produktion ist gut.

Positiver Gittertyp (oberer Gittertyp): Möglichkeit der wesentlich verbesserten Lithographie durch Reduzierung der Kosten.

Die 10,4 Zoll- und 16,1 Zoll-Farbkristalle übernehmen die Rückkanalblockierungsstruktur, während der 6.5 die Rückkanalätzstruktur verwendet.

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Die Vorteile von -Si FET:

Aufgrund des hohen spezifischen Widerstands von undotiertem oder leicht dotiertem -Si benötigt die Vorrichtung keine spezielle Isolationstechnologie mit PN-Struktur und kann eine einfache Struktur annehmen.

Ein α- Si-FET hat einen hohen offenen Zustand und ein geschlossenes Stromverhältnis.

Alle Herstellungsprozesse der Vorrichtung können durch herkömmliche Lithographieverfahren realisiert werden, so dass eine hohe Integration erreicht werden kann.

Das Gerät wird bei einer niedrigen Temperatur von weniger als 350 ° C hergestellt, so dass großflächiges und billiges Flachglas als Substrat verwendet werden kann.

Mängel: geringe Elektronenmobilität

( α- Si hat viele Defekte, erfassen viele niedere Energieträger)

      

Polysilizium-Dünnfilmtransistor-Aktivmatrix

Hochtemperatur-Polysilizium (HTPS)

HTPS erfordert spezielle Substratmaterialien, um ein Schmelzen bei Temperaturen von etwa 1000 ° C zu verhindern. Üblicherweise werden teure Quarzkristalle verwendet.

HTPS-Herstellungsverfahren: Laser-Tempern und Rekristallisation der Schmelzzone.

Niedertemperatur-Polysilizium (LTPS)

Zuerst wird auf dem Glassubstrat eine Schicht aus -Si gebildet, und dann wird der Laserwärmebehandlungsprozess verwendet, um die α -Si-Schicht in eine polykristalline Silizium-P-Si-Schicht umzuwandeln, um eine größere und ungleichmäßigere Kornstruktur zu erzeugen.

Die Laserwärmebehandlung ist in der Produktionsumgebung schwer zu kontrollieren. Die Laserleistung, die Wellenform und die kontinuierliche Emissionszeit müssen präzise gesteuert werden.

      

Niedertemperatur-Polysilizium (LTPS)

Der frühe Prozess des Niedertemperatur-Polysilicium-TFT-Prozesses wird in einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung des SPC-Verfahrens (Solid Phase Crystallization) durchgeführt, jedoch muss das Quarzsubstrat mit hohem Schmelzpunkt unter dem Hochtemperaturprozess von bis zu 1000 ° C eingesetzt werden Die Kosten des Quarzsubstrats sind mehr als zehnmal so teuer wie das Glassubstrat, die Platte liegt nur etwa 2 unter der Größe des Substrats. Bis 3 Zoll können nur kleine Platten entwickelt werden.

Nach der Entwicklung des Lasers wird Laser-Kristallisation oder Laser-Annealing (LA) verwendet, um die Temperatur zu senken, und die Temperatur kann auf eine niedrige Temperatur von 500 Grad gesenkt werden. Daher kann das Glassubstrat, das im Allgemeinen TFT-LCD verwendet wird, verwendet werden, so dass die Größe der großen Platte realisiert werden kann. .

  • Niedertemperatur-Polysilizium begann seit 1991 mit Forschungsproben. Bis 1996 wurde TFT-LCD für Niedertemperatur-Polysilizium tatsächlich in die Massenproduktion aufgenommen. Die Produktionslinie von Sharp und SONY umfasst ein Substrat von 320 mm x 400 mm.

  • Das große, hochpräzise Niedertemperatur-Polysilizium-TFT kam heraus, das 10,4-Zoll-Panel, das 1995 von Seiko Epson getestet wurde, und die erste System On Glass-Technologie wurde 1997 von Toshiba für ein Testprodukt hergestellt.

  • Die sogenannte niedrige Temperatur bedeutet, dass die Prozesstemperatur unter 600 ° C liegt, und der Excimerlaser wird als Wärmequelle verwendet, um einen Laserstrahl mit gleichmäßiger Verteilung zu erzeugen, der auf das Glassubstrat der amorphen Siliziumstruktur projiziert wird.

  • Wenn der amorphe Siliziumfilm Energie absorbiert, wird das Atom neu angeordnet und die Polysiliziumstruktur wird gebildet, um den Defekt zu reduzieren und die hohe Elektronenbeweglichkeit (200 cm 2 / VS) zu erhalten. Daher kann die TFT-Komponente kleiner gemacht werden, die Öffnungsrate erhöhen, bei gleicher Auflösung und gleicher Anzeigefläche dünner und schmaler werden, und die Durchlässigkeit des Bildschirms verbessern. Geringer Stromverbrauch.


Aufgrund der Zunahme der elektronischen Mobilität kann gleichzeitig mit dem TFT-Verfahren eine Teilansteuerschaltung auf dem Glassubstrat hergestellt werden. Die Anzahl der Verdrahtungen kann stark reduziert werden, und die Eigenschaften und die Zuverlässigkeit des LCD-Panels können stark verbessert werden, so dass die Herstellungskosten des Panels stark reduziert werden.

* Die Technologie kann auch mit organischen Leuchtanzeigen auf Glas- oder Kunststoffsubstraten kombiniert werden.

* PMOS- oder CMOS-Prozesstechnologie kann LTPS-TFT-LCD-Anzeige erzeugen; Unter Berücksichtigung der Kosten- und Qualifikationsrate haben jedoch immer mehr Unternehmen und Forschungseinheiten in die Entwicklung und Anwendung der P LTPSTFT-Prozesstechnologie investiert.

* LGPhilip führte die P TFT-Prozesstechnologie erstmals 1998 ein, einschließlich der Treiberschaltung um das Panel und des Pixel-Arrays.


Die Vorteile von LTPS:

(1) unter Verwendung von gewöhnlichem Glas als Substrat ist es möglich, 20 oder billigere hochwertige Anzeigen herzustellen.

(2) Die Elektronenmobilität von LTPS ist sehr groß und kann 100 cm 2 / V erreichen. Daher kann die Leitungstreiberschaltung zur gleichen Zeit, zu der die aktive FET-Matrix gebildet wird, direkt auf dem Glassubstrat hergestellt werden, so dass die Verbindungsleitung des Flüssigkristallchips und der externen Schaltung stark reduziert werden kann.

(3) Die Treiberschaltung ist direkt auf dem Glas montiert, und die Verbindung der Treiber-IC-Chips ist nicht unterbrochen, so dass die Zuverlässigkeit des LTPS-LCD-Bildschirms stark verbessert wird.

(4) Die elektromagnetische Strahlung von LTPS ist im Vergleich zu der der -Si-Anzeige um 5 dB verringert. Es ist einfacher, elektromagnetische Strahlung im Systemdesign zu steuern.

(5) das LTPS-Display ist dünner und leichter als das -Si-Display;

(6) Alle Laufwerksabtastzeilen im LTPS-Display werden nur von der Monitorseite aus geführt, sodass das Display einfach aufgebaut ist.



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