薄膜晶体管和低温多硅 TFT-LCD 显示板的描述特性分光镜 Ellipsometry 使用设备从科学的 Horiba - 薄膜

包括的事宜

背景
实验
Si 面板的描述特性
LTPS 面板的描述特性
厚度和光学常数确定
p-Si 的粒度确定
结论

背景

驱动在 (TFT)叠加的液晶层的各自的细胞在传统有效矩阵显示的薄膜晶体管从在玻璃基体 (Si) 被形成存款的无定形的硅。 使用无定形的硅的好处是它不要求高温,那么相当耗费小的玻璃可以使用作为基体。 缺点是非晶形结构是障碍对迅速电子移动,需要强大的驱动器电路。

在平板显示器研究在初期被认可了水晶或多晶 (一半成品水晶阶段包括许多小的被互锁的水晶) 硅是使用一种更加理想的物质。 不幸地,这可能只被创建在非常高温 (1000°C),要求使用石英或特殊玻璃作为基体。 然而, 20世纪 90年代末制造的预付款允许低温多晶硅 (p-Si) TFT 显示的发展,被形成在温度在 450°C. 附近。 最初,这些在要求仅小的显示的设备广泛地使用了,例如放映机和数字照相机。

其中一个在一个标准 TFT 面板的最大的成本要素是要求从玻璃面板的很大数量的外衔接的外部驱动器电路,因为每象素有其与驱动器电路的自己的连接数。 这要求在 PCBs 安排的分离逻辑芯片在这个显示的周围附近,限制这个周围的框的范围。 p-Si 技术的一种主要吸引力是晶体管的增加的效率允许将做这个显示的一个组成部分的驱动器电路和外围电子。 这显著地减少要素的数量一个单个显示的。 技术将产生更加稀薄,更加明亮的面板以更好的对比比例,并且允许更大的面板适合到现有的框。

实验

Si 和低温多硅 TFT-LCD 面板的非破坏性的描述特性由分光镜 ellipsometry 顺利地执行。 使用 Horiba 科学 UVISEL 分光镜 ellipsometer, ellipsometric 数据收集了有一个角度 70° 的入射在光谱范围 1.5-5 eV 间的。

分光镜 ellipsometry 用于分析厚度和 TFT-LCD 设备光学常数。 在这个研究期间,而且 p-Si 材料的粒度调查。 硅材料光学常数严格取决于处理条件。

无定形的硅层光学性能一般被计算使用 Tauc 在这个 DeltaPsi2 软件的材料图书馆或新的无定形的散射配方包括的 Lorentz。

使用有效媒体近似值,多水晶层由 c Si 和 Si 混合物经常塑造。 它准许确定在层并且结晶性里面的物质构成。

Si 面板的描述特性

硅和一种顶部当地氧化物三块层是使用的 toion 费率 (HDR/LDR) 和被掺杂的 Si 材料。


图 1. á Si 面板描述特性

LTPS 面板的描述特性

厚度和光学常数确定

下面这个的设计用于分析 LTPS 设备。 LTPS TFT-LCD 显示使用激光焖火技术制作高度水晶硅电影。

几个实验被执行了在另外激光功率。 转移在光学常数中被观察表明结晶性增加与激光功率。

图 2. 激光功率例证

图 3. 激光功率例证

p-Si 的粒度确定

p-Si 的粒度可以由下列配方计算:

à : 扩展的参数

d : 粒度

图 4. 扩展的参数与倒数粒度

从此配方九个范例处理随着激光功率显示二显然不同的曲线的增加。 蓝色曲线表示 LTPS 层好结晶性的好过程参数; 激光功率的可用的能源范围是相对地宽的。 桃红色曲线明显地说明在最佳的能源上,粒度暴跌。

下面的图象显示喇曼和分光镜 ellipsometry 技术之间的非常好的相关性的分析范例的结晶性。

 

图 5. 喇曼光谱范围地区

准确地描述设备。 这个 ellipsometry 技术的区分允许材料的描述特性与相似的光学常数 (大约 0.1) 的,例如到处定金陈列的那些

 

图 6. 结晶性与激光功率

结论

分光镜 ellipsometry 是 TFT-LCD 在 Si 和 LTPS 技术基础上的显示板的极为准确的描述特性的一个非常好的技术。 由于在这个 DeltaPsi2 软件和先进的塑造的功能的包括的区分 UVISEL 分光镜 ellipsometer 检测在多种方法处理的 multistack 不同的 Si 层是可能的。 而且分光镜 ellipsometry 评定允许 p-Si 影片的粒度的确定并且说明这个能力分析硅结晶性与高精确度的。

来源: 科学的 Horiba - 薄膜分部

关于此来源的更多信息请参观科学的 Horiba - 薄膜分部

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

Last Update: 13. June 2013 20:45

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