Đi sâu vào công nghệ Polysilicon nhiệt độ thấp: Lõi màn hình TFT và các ứng dụng công nghiệp

Tổng quan về công nghệ bóng bán dẫn màng mỏng

Trong các bảng hiển thị ma trận hoạt động hiện đại, bóng bán dẫn màng mỏng (TFT) đóng vai trò là thành phần điều khiển cốt lõi. Vùng hoạt động của kênh chủ yếu được làm bằng vật liệu silicon. Dựa trên sự khác biệt về quy trình và hiệu suất, màn hình LCD chủ yếu được phân thành ba loại: silicon vô định hình (a-Si), polysilicon nhiệt độ thấp (LTPS) và polysilicon nhiệt độ cao (HTPS). 

Trong số này, công nghệ polysilicon nhiệt độ thấp (LTPS) đã trở thành lựa chọn chủ đạo cho các dây chuyền sản xuất thế hệ thứ 6 trở xuống nhờ khả năng di chuyển điện tử tuyệt vời, tiêu thụ điện năng thấp, độ phân giải cao và quy trình sản xuất tương đối đơn giản.

Phân tích chuyên sâu về thiết kế cấu trúc LTPS-TFT

Như được hiển thị trong Hình 1, cấu trúc LTPS-TFT loại LDD (cống pha tạp nhẹ) điển hình bao gồm chủ yếu là chất nền và lớp đệm. Chất nền thường được làm bằng kính quang học loại hiển thị không chứa kiềm, trên đó lắng đọng một lớp đệm silicon dioxide (SiO₂) hoặc cấu trúc SiO₂/SiNx hai lớp. 

Chức năng chính của lớp đệm này là ngăn chặn các ion kim loại từ thủy tinh khuếch tán vào vùng hoạt động của polysilicon, từ đó ngăn chặn sự hình thành khuyết tật và dòng rò.

So với SiO₂ một lớp, SiNx (silicon nitride) có hằng số điện môi cao hơn (SiO₂ ~4, SiNx 6–8), mang lại khả năng chống hư hỏng, hiệu suất rào cản và khả năng sửa chữa oxy hóa tốt hơn. Silicon nitride được điều chế bởi PE-CVD có thể có hàm lượng oxy cao tới khoảng 10²² cm⁻³, đảm bảo độ ổn định của thiết bị.

Đối với quá trình đa kết tinh, lớp silicon vô định hình phải được chuyển đổi thành lớp polysilicon. Các phương pháp phổ biến bao gồm kết tinh pha rắn, kết tinh một bên do kim loại gây ra (ví dụ, do niken) và kết tinh bằng laser.

 Trong số này, quá trình kết tinh bằng laser đạt được sự kết tinh thông qua quá trình nóng chảy tức thời ở nhiệt độ cao, mang lại hiệu quả cao và các hạt đồng đều. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nếu sử dụng cấu trúc đệm SiO₂/SiNx hai lớp, hiện tượng nổ hydro có thể xảy ra trong quá trình kết tinh laser, dẫn đến khuyết tật. 

Các giải pháp bao gồm thực hiện quá trình khử hydro trước khi kết tinh bằng laser hoặc sử dụng cấu trúc SiO₂ một lớp có hàm lượng hydro cực thấp.

Công nghệ LDD liên quan đến việc cấy ion liều thấp vào vùng nguồn/cống bên trong cổng, kiểm soát chính xác nồng độ pha tạp để tạo thành vùng đệm nồng độ có điện trở loạt cao. Điều này làm giảm hiệu quả độ dốc điện trường cục bộ, ngăn chặn dòng rò và tránh hiệu ứng sóng mang nóng.

Ứng dụng công nghiệp và giải pháp hiển thị chuyên nghiệp

Khi công nghệ màn hình phát triển theo hướng có độ phân giải cao hơn, mức tiêu thụ điện năng thấp hơn và kiểu dáng mỏng hơn, LTPS-TFT đã trở thành con đường công nghệ quan trọng cho tấm nền màn hình từ trung đến cao cấp. Trong quá trình triển khai sản phẩm thực tế, khả năng thiết kế và sản xuất tổng thể của mô-đun hiển thị đều quan trọng như nhau.

Trong lĩnh vực này, CNK (viết tắt của CNAOKE Electronics) là một doanh nghiệp công nghệ chuyên ngành tham gia phát triển, sản xuất và bán các thiết bị hiển thị và các sản phẩm tương tác HMI (giao diện người-máy), được công nhận là doanh nghiệp "Chuyên biệt, Tinh tế, Khác biệt và Sáng tạo".

Các sản phẩm chính của công ty bao gồm màn hình LCD đơn sắc và mô-đun đơn sắc, mô-đun màn hình TFT 0,96‑ đến 15,6 inch, mô-đun OLED và mô-đun tương tác HMI, được sử dụng rộng rãi trong điều khiển công nghiệp, nhà thông minh, thiết bị y tế, màn hình ô tô và nhiều lĩnh vực khác.

Cho dù đáp ứng nhu cầu hiển thị cơ bản sử dụng màn hình LCD hay các giải pháp hiệu suất cao theo yêu cầu của nhà sản xuất màn hình LCD, CNK đều cung cấp các giải pháp tùy chỉnh, tiết kiệm chi phí. Tận dụng dây chuyền sản xuất tiên tiến và hệ thống kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, CNK tiếp tục cung cấp các bộ phận hiển thị cốt lõi, ổn định cho khách hàng của mình.

Phần kết luận

Từ công nghệ LTPS TFT cốt lõi đến việc tích hợp và tối ưu hóa các mô-đun hiển thị hoàn chỉnh, mọi tiến bộ trong ngành màn hình đều dựa vào sức mạnh tổng hợp của vật liệu, quy trình và khả năng thiết kế. CNK sẽ tiếp tục tăng cường sự hiện diện của mình trong lĩnh vực màn hình và tương tác giữa người và máy, giúp nhiều sản phẩm cuối cùng đạt được trải nghiệm hiển thị rõ ràng và thông minh hơn.

Giới thiệu về CNK

Được thành lập tại Thâm Quyến vào năm 2010, CNK Electronics (gọi tắt là CNK) đã mở rộng nhà máy hàng đầu thế giới tại Longyan, Phúc Kiến vào năm 2019. Đây là một doanh nghiệp "khổng lồ nhỏ" chuyên biệt và sáng tạo cấp quốc gia, chuyên thiết kế, phát triển, sản xuất và bán các sản phẩm màn hình. CNK cung cấp cho khách hàng đầy đủ các mô-đun, giải pháp và dịch vụ hiển thị cỡ vừa và nhỏ hiệu quả về chi phí với chất lượng tuyệt vời trên toàn thế giới. Định hướng về công nghệ và chất lượng cao, CNK tiếp tục phát triển bền vững, nỗ lực mang đến cho khách hàng những dịch vụ tốt hơn và ổn định hơn.