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科学 Horiba からの装置を使用して分光 Ellipsometry 著薄膜トランジスターそして低温の多ケイ素 TFT-LCD の表示パネルの性格描写 - 薄膜

カバーされるトピック

背景
実験
Si パネルの性格描写
LTPS のパネルの性格描写
厚さおよび光学定数の決定
p-Si の結晶粒度の決定
結論

背景

従来の実行中マトリックスの (TFT)表示の重なる液晶の層の個々のセルを運転する薄膜のトランジスターはガラス基板で沈殿する無定形のケイ素 (Si) から形作られます。 無定形のケイ素を、そうかなり安価なガラス使用することができます高温を必要としないことです使用する利点は基板として。 不利な点は非結晶構造が強力なドライバー回路部品を要している急速な電子動きへ障壁であることです。

ケイ素の結晶か多結晶性が (多くの中間結晶の段階の構成小さいかみ合わせた水晶) 使用するべきはるかに好ましい物質であることがフラットパネルディスプレイの研究で前もって認識されました。 残念ながら、これはでしか高温非常に作成でき (1000°C) に、水晶または特別なガラスの使用を基板として必要とします。 ただし、 1990年代末製造の前進は 450°C. のまわりで温度で形作られた低温 polysilicon (p-Si) TFT の表示の開発を可能にしました。 最初に、これらは小さい表示だけ必要としたプロジェクターおよびデジタルカメラのような装置で広く使用されました。

標準 TFT のパネルの最も大きい費用要素の 1 つは各ピクセルにドライバー回路部品への自身の接続があるのでガラスパネルからの多数の外部接続を必要とする外部ドライバー回路部品です。 これは周囲の包装のサイズを限定する表示の周囲のまわりで PCBs で配列される離散論理チップを必要とします。 p-Si の技術の主要な魅力はトランジスターの高められた効率が表示の重要部分に作られるべきドライバー回路部品および周辺電子工学を可能にすることです。 これはかなり個々の表示のためのコンポーネントの番号を減らします。 技術はよりよい対照の比率のより薄く、より明るいパネルをもたらし、より大きいパネルが既存の包装に合うようにします。

実験

Si および低温の多ケイ素 TFT-LCD のパネルの非破壊的な性格描写は分光 ellipsometry によって正常に遂行されました。 ellipsometric データは Horiba 科学的な UVISEL の分光 ellipsometer を使用してスペクトル領域 1.5-5 の eV を渡る 70° の発生のの斜めに集められました。

分光 ellipsometry TFT-LCD 装置の厚さそして光学定数を両方特徴付けるのに使用されました。 さらに p-Si 材料の結晶粒度は調査の間に調査されました。 ケイ素材料の光学定数はプロセス状態によって強く決まります。

無定形のケイ素の層の光学的性質は DeltaPsi2 ソフトウェアの材料ライブラリに含まれている Tauc Lorentz か新しい無定形の分散の方式を使用して一般に計算されます。

多結晶の層は頻繁に有効な中型の近似を使用して c Si および Si の混合物によって模倣されます。 それは層およびそれ故に結晶化度の中の物質的な構成を定めることを割り当てます。

Si パネルの性格描写

ケイ素および上のネイティブ酸化物の 3 つの層は使用された toion のレート (HDR/LDR)、および添加された Si 材料でした。


á Si パネルの図 1. 性格描写

LTPS のパネルの性格描写

厚さおよび光学定数の決定

モデルが下の LTPS 装置を特徴付けるのに使用されました。 LTPS TFT-LCD の表示は非常に結晶のケイ素のフィルムを作り出すのにレーザーのアニーリングの技術を使用します。

複数の実験は別のレーザー力で遂行されました。 光学定数のシフトは結晶化度がレーザー力対増加することを示すことを観察されました。

レーザー力の図 2. 実例

レーザー力の図 3. 実例

p-Si の結晶粒度の決定

p-Si の結晶粒度は次の方式によって計算することができます:

Ã: 広がるパラメータ

d: 結晶粒度

図 4. 広がるパラメータ対反対の結晶粒度

この方式からレーザー力ショー 2 の区別されるカーブの増加と処理される 9 つのサンプル。 青いカーブは LTPS の層のよい結晶化度のためのよいプロセスパラメータを表します; レーザー力の使用可能なエネルギー範囲は比較的広いです。 ピンクのカーブははっきり最適エネルギーの上で、結晶粒度がはっきりと落ちることを説明します。

図形は下のサンプルの結晶化度を特徴付けるためのラマンと分光 ellipsometry 技術間の優秀な相関関係を示します。

 

図 5. ラマンスペクトルのバンド部分

装置を正確に記述して下さい。 ellipsometry 技術の感度は高低の沈殿物によって表わされるそれらのような同じような光学定数 (およそ 0.1) の材料の性格描写を、可能にします

 

図 6. 結晶化度対レーザー力

結論

分光 ellipsometry Si および LTPS の技術に基づいて TFT-LCD の表示パネルの極めて正確な性格描写のための優秀な技術です。 DeltaPsi2 ソフトウェアに含まれている UVISEL の分光 ellipsometer および高度の模倣機能の感度のためにさまざまな方法によって処理される multistack の異なった Si 層で検出することは可能です。 さらに分光 ellipsometry 測定は p-Si のフィルムの結晶粒度の決定を可能にし、高精度のケイ素の結晶化度を特徴付ける機能を説明します。

ソース: 科学 Horiba - 薄膜部

このソースのより多くの情報のために科学 Horiba を - 薄膜部訪問して下さい

Date Added: May 26, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 21:06

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