低温多晶硅（LTPS）液晶在线视频

下边我们再看看

关于薄膜三极管里边

为什么要用非晶硅

非晶硅 多晶硅 连续晶界硅

和单晶硅对比有什么区别

我们讲讲薄膜三极管

里边的半导体材料

对液晶显示器

到底有什么影响

我们知道单晶 非晶 多晶

它到底是怎么回事

搞材料的人本来很清楚

如果不是搞材料的人

真正的要了解什么叫多晶

什么叫非晶 什么叫单晶

还真是费点力气要了解它

单晶是什么

就是说整个的材料

都是按照三维有序的

空间点阵排列

它有周期性 有等同性

就是说我把晶

把材料看成是什么

由一个一个的节点排列而成的

这些节点有周期性 等同性

周期性是什么意思

在所有方向上

走特定的距离就重复

等同性是什么意思

所谓重复它是个等同点

什么叫等同点

就是在点的周围

大家伙都有周期性

都有相同的环境

你们看图当中

这边就是个单晶

单晶我可以把整个的材料

看成是由于节点排列而成的

过一段距离就有一个

在这个方向上

过这么一段距离就有

同样在这个方向

走这么一个距离也有

每一个点跟每一个点

都有等同的环境 它有等同性

这就是单晶体

哪些用到单晶体

妇女们戴的那个钻石

那个宝石 钻石是金刚石

它是金刚石的单晶体

制作半导体的拉的那单晶

单晶硅就是单晶的

切开那个晶源

那个晶源本身

也都是单晶体所组成

注意 单晶体它有各向异性

就是在这个方向

跟这个方向

它性质是不一样的

因此我们说结构材料

它不能用单晶的

因为单晶它是各向异性的

这个方向跟这个方向它不一样

它不行

结构材料 特别是金属材料

大部分是多晶的

什么叫多晶

这个就是多晶的

多晶 就是说多晶

是由一个一个的晶粒所组成的

晶粒跟晶粒之间有晶粒边界

晶粒叫grain

晶粒边界叫grain boundries

每一个小的晶粒

就是一个单晶体

每一个都是一个单晶体

不过是这些单晶体

排列的方位不一样

所以单晶体

晶粒跟晶粒之间有了晶界

什么叫非晶

非晶它是一个短程有序

长程无序的

它没有周期性 也没有等同性

它没有这种规律性

走一段距离又见个原子

它不是

它没有周期性 也没有等同性

当然我们是对硅来讲

如果拉单晶的时候

必须得温度很高

那么在沉积的时候

气像沉积的时候得到的是

比拉单晶要温度低的时候

得到的就是多晶体

我们一般做薄膜三极管

我们是薄膜三极管

薄膜三极管的沉积温度

我讲了350 用PECVD

这是Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition

得到的是什么

得到的是非晶材料

注意这是非晶硅

这是多晶硅 这是单晶硅

你们看从它的晶粒直径看

这是0.1到1

单晶硅它都是一个大晶粒

晶粒尺寸无限大

这个是长程无序的排列的

这是它的结构 结构就是

非晶硅就是它 多晶硅就是它

单晶硅就是它

我们作为半导体材料来讲

非常关心的是个电子迁移率

非晶硅是0.5到1.0

多晶硅是30到300

而单晶硅是600到700

它比它低一倍

它比它低几十倍

它比它低几百倍

几十到几百

这个干脆比它低几百到上千倍

如果0.5跟它比就是一千多倍

如果1跟它比是600到700倍

所以电子迁移率

非晶硅的电子迁移率

比多晶硅 比单晶硅

特别是比单晶硅差千倍

这个差几百倍

电子迁移率是差的太远太远

电子迁移率是怎么个物理概念

大家伙知道

它的单位是平方厘米

比上伏 比上秒

考虑考虑电子迁移率单位

代表什么意思

如果把电子迁移率

这么写一下 一米比上秒

再比上伏比上秒就清楚了

每厘米比秒速度

每伏比秒是场强

电子迁移率的物理意义代表

每单位场强下的电子的迁移速度

当然电子迁移率越高越好了

因为大家加的场强一样

人家就走的

这个走的比它走一千倍

这个比它走的就大几百倍

当然我们说

在我们一般的存储器

在我们一般的逻辑线路里边

在我们军用设备里边

当然不能用非晶硅的

也不能用多晶硅的

必须用单晶硅的

它迁移率迁移速度比较高

现在高速 高性能

那么我们要用

为什么液晶显示器

那个驱动电路要用非晶硅

我也讲过好几次了

主要是工艺的要求

在大玻璃板上做硅

做半导体材料

玻璃板上没有半导体材料

必须你用什么材料

得一层一层去做膜

金属膜得一层一层去做

半导体得一层一层做

氧化物得一层一层做

用什么得做什么薄膜

跟芯片它不一样

那个芯片因为是硅基材

硅基材半导体N型P型的

我一注入在硅上做就行了

氧化物我用硅氧化就行了

都是在原来的那个硅基板上

我来做这些东西

而平板显示器不一样

平板显示器所有的

就是一块玻璃板

要在玻璃板上做金属膜

需要薄膜

做半导体膜 非晶硅膜需要薄膜

氧化物膜需要薄膜

因此把它叫做什么

叫做thin film transistor薄膜三极管

薄膜三极管是这么来的

那这里边

要做半导体膜

必须得用硅

这种硅的沉积

要用化学气像沉积

而且用等离子体化学气像沉积

等离子化学气像沉积

它的温度可以降到350度

350度在玻璃板上就可以做了

因此我们要用非晶硅

现在看来就是说做非晶硅

是为了照顾这块大玻璃板

不惜降低它的电子迁移率

降到多少 降到0.5到1

但是降到这么低

能不能影响液晶显示器的性能

不影响 为什么不影响

在于尽管电子迁移率这么低

但是跟液晶材料

那个液晶在液体里边

黏度那么高

那个扭曲它的速率比较起来

速度比较起来

那还是快得多了

话又说回来

在普通的液晶显示器上

不是在普通的液晶显示器

我说错了

是在家用电视上

普通的家用电视上

用非晶硅就足够了

可以满足你的要求

在非晶硅跟多晶硅

和单晶硅之间

特别是在多晶硅和单晶硅之间

有一个所谓的连续晶界硅

连续晶界硅这不是有晶界

另外晶界边上

它的排列的取向都不一样的

这个原子是这么排列

是不一样的

我能不能改善一下晶界

使这个晶界变成连续晶界硅

就是这个晶界是连续的了

遇到这个晶界

这些电子在这个地方

要有一个大的势垒

如果连续晶界硅稍微

稍微它就过来了

显然通顺的很

这个路况好 这个路况不好

实现连续晶界硅

连续晶界硅CG silicon

在晶界实现

原子尺寸量级的连续性

从而可大大提高电子迁移率

这是连续晶界硅的情况

非晶硅它除了有电子迁移率

比较很低以外

还有一个很大的问题是什么

就是说非晶硅

只能实现N型的

它不能实现P型的

它只能实现N型的

不能实现P型的

它就不好做mos电路

Nmos Pmos Cmos

如果实现不了mos电路

就不能跟那个集成电路相匹配

相融合

不能相融合

就只能做液晶显示器的驱动器

如果液晶显示器上

还需要别的

或者笔记本电脑

现在一个笔记本电脑

不是仅仅的看画面

是要做人机对话

要做触控屏

要上网

要人机对话 要触控

就不是简单的一个

只要是一个显示就行了

A晶硅就行了

只能做开关用

只能做控制用不行了

必须在液晶屏上

还要实现

像集成电路那样的功能

要想实现集成电路那样的功能

必须有什么

既能实现N型 又能实现P型

存储 逻辑 各种功能

也就是集成电路的各种功能

Nmos Pmos Cmos各种功能

为了实现这种各种功能

必须要有起码多晶硅

起码得用多晶硅

你们看这不多晶硅

多晶硅TFT

有了多晶硅以后

既可以实现N型

又可以做实现P型

既可以做Nmos Pmos

又可以做Cmos

也就是说在这一块玻璃板上

得到的这些硅材料 半导体材料

既可以做驱动器用

又可以做集成电路用

必须得用多晶硅

那么怎么办 做多晶硅

玻璃板上又不能

又不能直接制出多晶硅来

采取什么办法

采取利用激光扫描的办法

把那个非晶硅

这不是非晶硅

利用激光扫描给它慢慢的扫

扫过来以后

把非晶硅变成多晶硅

而对玻璃基板

没有其它的影响

这样得到了多晶硅以后

就可以制作

不是那个一般控制用的

薄膜三极管

就是说既可以做N型

又可以做P型的那种多晶硅

在多晶硅上就可以实现

集成电路相容的那种工艺了

起码顶栅的

我们知道A硅那个

那个驱动用的那个薄膜三极管

那是底栅的

先做那个栅极

现在可以做顶栅的了

做的这个薄膜三极管

而做的这个三极管

已经给我们硅上那个薄膜三极管

在结构上可以相容了

也可以做相容了

可以做逻辑 可以做存储器

这些都可以做的

就是相容了

这种就是说多晶硅

我们看看这是多晶硅 注意

多晶硅TFT的结构布置

多晶硅结构布置

上边是顶栅

栅氧化膜 沟道层

源极 漏极

那么它是在玻璃基板上

附上一层二氧化硅膜

制作的薄膜三极管

那么这种薄膜三极管

实际上在整个的

随着图像分辨率的提高

它的所占的面积越来越小

所占的面积已经向

轻薄短小化方向发展

因为像素越来越少

图像分辨率越来越多了

现在500多 600多

甚至700多P的

这种图像分辨率都有了

它的尺寸越来越小

要求薄膜三极管

也得尺寸越来越小

正好多晶硅薄膜三极管

适应了目前形势

好 我现在讲的就是说

正在开发中的玻璃上系统

system on glass液晶

它说明实际上

现在早已经开发成功了

这种玻璃上系统

怎么叫开发成功了

就是说一边是显示器

一边带计算机

一边是显示器 一边带计算机

那么显示器

就是一般的液晶显示器了

所谓的一边带计算机

是广义的意思

可以做触控 可以做运算

可以做判断 可以做逻辑等等

把这种叫做系统液晶

实际上我们现在每个人手里边

拿的手机

拿的笔记本电脑

拿的平板电脑

好多都采取了这种

低温多晶硅制作的

所谓system on glass