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薄膜晶體管和低溫多硅 TFT-LCD 顯示板的描述特性分光鏡 Ellipsometry 使用設備從科學的 Horiba - 薄膜

包括的事宜

背景
實驗
Si 面板的描述特性
LTPS 面板的描述特性
厚度和光學常數確定
p-Si 的粒度確定
結論

背景

驅動在 (TFT)疊加的液晶層的各自的細胞在傳統有效矩陣顯示的薄膜晶體管從在玻璃基體 (Si) 被形成存款的無定形的硅。 使用無定形的硅的好處是它不要求高溫,那麼相當耗費小的玻璃可以使用作為基體。 缺點是非晶形結構是障礙對迅速電子移動,需要強大的驅動器電路。

在平板顯示器研究在初期被認可了水晶或多晶 (一半成品水晶階段包括許多小的被互鎖的水晶) 硅是使用一種更加理想的物質。 不幸地,這可能只被創建在非常高溫 (1000°C),要求使用石英或特殊玻璃作為基體。 然而, 20世紀 90年代末製造的預付款允許低溫多晶硅 (p-Si) TFT 顯示的發展,被形成在溫度在 450°C. 附近。 最初,這些在要求仅小的顯示的設備廣泛地使用了,例如放映機和數字照相機。

其中一個在一個標準 TFT 面板的最大的成本要素是要求從玻璃面板的很大數量的外銜接的外部驅動器電路,因為每像素有其與驅動器電路的自己的連接數。 這要求在 PCBs 安排的分離邏輯芯片在這個顯示的周圍附近,限制這個周圍的框的範圍。 p-Si 技術的一種主要吸引力是晶體管的增加的效率允許將做這個顯示的一個組成部分的驅動器電路和外圍電子。 這顯著地減少要素的數量一個單個顯示的。 技術將產生更加稀薄,更加明亮的面板以更好的對比比例,并且允許更大的面板適合到現有的框。

實驗

Si 和低溫多硅 TFT-LCD 面板的非破壞性的描述特性由分光鏡 ellipsometry 順利地執行。 使用 Horiba 科學 UVISEL 分光鏡 ellipsometer, ellipsometric 數據收集了有一個角度 70° 的入射在光譜範圍 1.5-5 eV 間的。

分光鏡 ellipsometry 用於分析厚度和 TFT-LCD 設備光學常數。 在這個研究期間,而且 p-Si 材料的粒度調查。 硅材料光學常數嚴格取決於處理條件。

無定形的硅層光學性能一般被計算使用 Tauc 在這個 DeltaPsi2 軟件的材料圖書館或新的無定形的散射配方包括的 Lorentz。

使用有效媒體近似值,多水晶層由 c Si 和 Si 混合物經常塑造。 它准許確定在層並且結晶性裡面的物質構成。

Si 面板的描述特性

硅和一種頂部當地氧化物三塊層是使用的 toion 費率 (HDR/LDR) 和被摻雜的 Si 材料。


圖 1. á Si 面板描述特性

LTPS 面板的描述特性

厚度和光學常數確定

下面這個的設計用於分析 LTPS 設備。 LTPS TFT-LCD 顯示使用激光燜火技術製作高度水晶硅電影。

幾個實驗被執行了在另外激光功率。 轉移在光學常數中被觀察表明結晶性增加與激光功率。

圖 2. 激光功率例證

圖 3. 激光功率例證

p-Si 的粒度確定

p-Si 的粒度可以由下列配方計算:

à : 擴展的參數

d : 粒度

圖 4. 擴展的參數與倒數粒度

從此配方九個範例處理隨著激光功率顯示二顯然不同的曲線的增加。 藍色曲線表示 LTPS 層好結晶性的好過程參數; 激光功率的可用的能源範圍是相對地寬的。 桃紅色曲線明顯地說明在最佳的能源上,粒度暴跌。

下面的圖像顯示喇曼和分光鏡 ellipsometry 技術之間的非常好的相關性的分析範例的結晶性。

 

圖 5. 喇曼光譜範圍地區

準確地描述設備。 這個 ellipsometry 技術的區分允許材料的描述特性與相似的光學常數 (大約 0.1) 的,例如到處定金陳列的那些

 

圖 6. 結晶性與激光功率

結論

分光鏡 ellipsometry 是 TFT-LCD 在 Si 和 LTPS 技術基礎上的顯示板的極為準確的描述特性的一個非常好的技術。 由於在這個 DeltaPsi2 軟件和先進的塑造的功能的包括的區分 UVISEL 分光鏡 ellipsometer 檢測在多種方法處理的 multistack 不同的 Si 層是可能的。 而且分光鏡 ellipsometry 評定允許 p-Si 影片的粒度的確定并且說明這個能力分析硅結晶性與高精確度的。

來源: 科學的 Horiba - 薄膜分部

關於此來源的更多信息请請參觀科學的 Horiba - 薄膜分部

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

Last Update: 13. June 2013 17:38

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