Βαθιά κατάδυση στην τεχνολογία πολυπυριτίου χαμηλής θερμοκρασίας: Πυρήνας οθόνης TFT και βιομηχανικές εφαρμογές

Επισκόπηση της τεχνολογίας τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης

Στα σύγχρονα πάνελ οθόνης ενεργής μήτρας, το τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης (TFT) χρησιμεύει ως το βασικό στοιχείο οδήγησης. Η ενεργή περιοχή καναλιού αποτελείται κυρίως από υλικό πυριτίου. Με βάση τις διαφορές διαδικασίας και απόδοσης, τα TFT ταξινομούνται κυρίως σε τρεις τύπους: άμορφο πυρίτιο (a-Si), πολυπυρίτιο χαμηλής θερμοκρασίας (LTPS) και πολυπυρίτιο υψηλής θερμοκρασίας (HTPS). 

Μεταξύ αυτών, η τεχνολογία πολυπυριτίου χαμηλής θερμοκρασίας (LTPS) έχει γίνει η κύρια επιλογή για τις γραμμές παραγωγής 6ης γενιάς και κάτω, λόγω της εξαιρετικής κινητικότητας ηλεκτρονίων, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, της υψηλής ανάλυσης και της σχετικά απλής διαδικασίας κατασκευής.

Σε βάθος Ανάλυση Σχεδιασμού Δομής LTPS-TFT

Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, μια τυπική δομή LTPS-TFT τύπου LDD (ελαφρώς επεξεργασμένη αποστράγγιση) αποτελείται κυρίως από ένα υπόστρωμα και ένα ρυθμιστικό στρώμα. Το υπόστρωμα συνήθως κατασκευάζεται από οπτικό γυαλί ποιότητας οθόνης χωρίς αλκάλια, πάνω στο οποίο εναποτίθεται ένα ρυθμιστικό στρώμα διοξειδίου του πυριτίου (SiO2) ή μια δομή διπλής στρώσης SiO2/SiNx. 

Η βασική λειτουργία αυτού του ρυθμιστικού στρώματος είναι να εμποδίζει τα μεταλλικά ιόντα από το γυαλί να διαχέονται στην ενεργό περιοχή πολυπυριτίου, καταστέλλοντας έτσι τον σχηματισμό ελαττωμάτων και το ρεύμα διαρροής.

Σε σύγκριση με το SiO2 μονής στρώσης, το SiNx (νιτρίδιο του πυριτίου) έχει υψηλότερη διηλεκτρική σταθερά (SiO2 ~ 4, SiNx 6–8), προσφέροντας καλύτερη αντίσταση στη διάσπαση, απόδοση φραγμού και ικανότητα επισκευής οξείδωσης. Το νιτρίδιο του πυριτίου που παρασκευάζεται από PE-CVD μπορεί να έχει περιεκτικότητα σε οξυγόνο τόσο υψηλή όσο περίπου 10²² cm-3, διασφαλίζοντας τη σταθερότητα της συσκευής.

Για τη διαδικασία πολυκρυστάλλωσης, το στρώμα άμορφου πυριτίου πρέπει να μετατραπεί σε στρώμα πολυπυριτίου. Οι κοινές μέθοδοι περιλαμβάνουν κρυστάλλωση στερεάς φάσης, πλευρική κρυστάλλωση που προκαλείται από μέταλλο (π.χ. επαγόμενη από νικέλιο) και κρυστάλλωση με λέιζερ.

 Μεταξύ αυτών, η κρυστάλλωση με λέιζερ επιτυγχάνει την κρυστάλλωση μέσω στιγμιαίας τήξης σε υψηλή θερμοκρασία, προσφέροντας υψηλή απόδοση και ομοιόμορφους κόκκους. Ωστόσο, θα πρέπει να σημειωθεί ότι εάν χρησιμοποιείται δομή ρυθμιστικού διαλύματος διπλής στρώσης SiO2/SiNx, μπορεί να συμβεί φαινόμενο έκρηξης υδρογόνου κατά την κρυστάλλωση με λέιζερ, οδηγώντας σε ελαττώματα. 

Οι λύσεις περιλαμβάνουν την εκτέλεση ενός ψησίματος αφυδρογόνωσης πριν από την κρυστάλλωση με λέιζερ ή τη χρήση μιας δομής SiO2 μονής στρώσης με εξαιρετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε υδρογόνο.

Η τεχνολογία LDD περιλαμβάνει εμφύτευση ιόντων χαμηλής δόσης στις περιοχές πηγής/αποστράγγισης μέσα στην πύλη, ελέγχοντας με ακρίβεια τη συγκέντρωση ντόπινγκ για να σχηματιστεί μια ζώνη προστασίας συγκέντρωσης με υψηλή αντίσταση σε σειρά. Αυτό μειώνει αποτελεσματικά την τοπική κλίση ηλεκτρικού πεδίου, καταστέλλει το ρεύμα διαρροής και αποφεύγει το φαινόμενο του θερμού φορέα.

Βιομηχανικές εφαρμογές και επαγγελματικές λύσεις προβολής

Καθώς η τεχνολογία οθόνης εξελίσσεται προς υψηλότερη ανάλυση, χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και πιο λεπτή μορφή, το LTPS-TFT έχει γίνει μια κρίσιμη τεχνολογική διαδρομή για οθόνες μεσαίας έως υψηλής ποιότητας. Στην πρακτική εφαρμογή του προϊόντος, η συνολική ικανότητα σχεδίασης και κατασκευής των μονάδων οθόνης είναι εξίσου σημαντική.

Σε αυτόν τον τομέα, η CNK (συντομογραφία για CNAOKE Electronics) είναι μια εξειδικευμένη εταιρεία τεχνολογίας που δραστηριοποιείται στην ανάπτυξη, παραγωγή και πωλήσεις συσκευών προβολής και διαδραστικών προϊόντων HMI (διασύνδεση ανθρώπου-μηχανής), αναγνωρισμένη ως επιχείρηση "Ειδική, Εκλεπτυσμένη, Διακριτική και Καινοτόμα".

Τα κύρια προϊόντα της περιλαμβάνουν μονόχρωμες οθόνες LCD και μονόχρωμες μονάδες, μονάδες οθόνης TFT 0,96 έως 15,6 ιντσών, μονάδες OLED και διαδραστικές μονάδες HMI, που χρησιμοποιούνται ευρέως στον βιομηχανικό έλεγχο, το έξυπνο σπίτι, τον ιατρικό εξοπλισμό, τις οθόνες αυτοκινήτων και πολλούς άλλους τομείς.

Είτε για βασικές ανάγκες προβολής με χρήση οθονών LCD είτε για λύσεις υψηλής απόδοσης που απαιτούνται από τους κατασκευαστές οθονών LCD, η CNK παρέχει εξατομικευμένες, οικονομικά αποδοτικές λύσεις. Αξιοποιώντας προηγμένες γραμμές παραγωγής και ένα αυστηρό σύστημα ποιοτικού ελέγχου, η CNK συνεχίζει να παρέχει σταθερά, βασικά εξαρτήματα οθόνης στους πελάτες της.

Σύναψη

Από τη βασική τεχνολογία LTPS TFT έως την ενσωμάτωση και τη βελτιστοποίηση πλήρων μονάδων οθόνης, κάθε πρόοδος στον κλάδο των οθονών βασίζεται στη συνέργεια υλικών, διαδικασιών και δυνατοτήτων σχεδιασμού. Η CNK θα συνεχίσει να εμβαθύνει την παρουσία της στον τομέα της οθόνης και της αλληλεπίδρασης ανθρώπου-μηχανής, βοηθώντας περισσότερα τελικά προϊόντα να επιτύχουν σαφέστερες και πιο έξυπνες εμπειρίες προβολής.

Σχετικά με το CNK

Ιδρύθηκε στο Shenzhen το 2010, η CNK Electronics (CNK εν συντομία) επέκτεινε το κορυφαίο εργοστάσιο παγκοσμίως στο Longyan του Fujian το 2019. Είναι μια εθνική εξειδικευμένη και καινοτόμος επιχείρηση «μικρού γίγαντα» που ειδικεύεται στο σχεδιασμό, την ανάπτυξη, την παραγωγή και τις πωλήσεις προϊόντων προβολής. Η CNK παρέχει στους πελάτες μια πλήρη γκάμα οικονομικών μονάδων οθόνης μικρού και μεσαίου μεγέθους, λύσεων και υπηρεσιών εξαιρετικής ποιότητας παγκοσμίως. Προσανατολισμένη στην τεχνολογία και την υψηλή ποιότητα, η CNK διατηρεί τη βιώσιμη ανάπτυξη, εργάζεται για να προσφέρει στους πελάτες καλύτερες και σταθερές υπηρεσίες.