TFT和LTPS TFT-LCD显示板的表征

在传统有源矩阵显示器中，驱动液晶层中单个单元的薄膜晶体管(TFT)是由沉积在玻璃基板上的非晶硅(a- si)形成的。使用非晶硅的优点是它不需要高温，所以相当便宜的玻璃可以用作衬底。缺点是，非晶体结构阻碍了电子的快速运动，需要强大的驱动电路。

它在平板显示研究中提前认识到结晶或多晶（包括许多小互锁晶体）的硅的晶体（中间晶阶段是一种用于使用的更加理想的物质。遗憾的是，这只能在非常高的温度（超过1000°C）的情况下，要求使用石英或特殊玻璃作为基材。然而，在20世纪90年代后期制造进步允许开发低温多晶硅（P-Si）TFT显示器，形成在450°C左右的温度下。最初，这些广泛用于仅需要小型显示器的设备，例如投影仪和数码相机。

标准TFT面板中最大的成本元件之一是外部驱动电路，其需要大量从玻璃面板的外部连接，因为每个像素都有与驱动电路的连接。这需要在显示屏的周边围绕显示器周围的PCB上布置的离散逻辑芯片，限制了周围壳体的尺寸。P-Si技术的一个主要吸引力是晶体管的提高效率允许驱动器电路和外围电子器件成为显示器的整体部分。这显着减少了个体显示器的组件数量。该技术将产生更薄的更亮的面板，具有更好的对比度，并允许较大的面板安装在现有的壳体中。

实验

A-Si和低温聚合硅TFT-LCD面板的非破坏性表征是成功的光谱椭圆形测定法。使用Horiba Scientific Uvisel光谱椭圆仪在光谱范围1.5-5 eV上以70°的入射角收集椭圆数据。

采用椭偏光谱法对TFT-LCD器件的厚度和光学常数进行了表征。此外，还对磷硅材料的晶粒尺寸进行了研究。亚博网站下载硅材料的光学常数强烈地依赖于工艺条件。亚博网站下载

通常使用包含在Deltapsi2软件的材料文库中的Tauc Lorentz或新的无定形分散式公式计算非晶硅层的光学性质。亚博网站下载

聚结晶层通常通过使用有效介质近似通过C-Si和A-Si的混合物进行建模。它允许确定层内的材料组成并因此确定结晶度。

a-Si板的特性

使用三层硅和顶部天然氧化物来准确地描述该装置。椭圆形测定技术的灵敏度允许表征具有类似光学常数（约0.1）的材料，例如由高沉积速率（HDR / LDR）和掺杂A-Si材料表现出的材料。亚博网站下载

图1。α-Si面板的特征

LTPS的表征面板

厚度和光学常数的测定

下面的模型用于表征LTPS设备。LTPS TFT-LCD显示器采用激光退火技术来生产高晶体硅膜。

在不同的激光功率下进行几个实验。观察到光学常数的换档，表明结晶度增加与激光功率增加。

图2。激光力量的例证

图3。激光力量的例证

P-Si的晶粒尺寸测定

P-Si的晶粒尺寸可以通过以下公式计算：

γ：扩大参数
d:粒度

图4。扩大参数与逆粒度相比

从该公式中加工的九个样本，随着激光功率的增加，两个明显不同的曲线。蓝色曲线表示LTPS层的良好结晶度的良好工艺参数;激光功率的可用能量范围相对较宽。粉红色曲线清楚地说明了高于最佳能量，晶粒尺寸急剧下降。

下面的图形显示了拉曼和拉曼之间的良好相关性光谱椭圆形测定法用于表征样品结晶度的技术。

图5。拉曼光谱带区域

图6。结晶度VS激光功率

结论

光谱椭圆形是基于A-Si和LTPS技术的TFT-LCD显示板的高度精确表征的优异技术。由于敏感性Uvisel光谱椭圆仪并且包括在deltapsi2软件中的高级建模功能可以在由各种方法处理的多帧不同A-Si层中检测。此外，光谱椭圆形测量测量允许确定P-Si膜的晶粒尺寸，并说明了高精度表征硅结晶度的能力。

此信息已采购，从Horiba Scientific提供的材料审核和调整。亚博网站下载

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