氧化亚氮、激光混合气等特种气体在显示屏薄膜晶体管中的应用
自从有源矩阵薄膜晶体管（TFT）显示屏在二十世纪九十年代开始民用化以来，它已成为现代生活不可或缺的组成部分，其应用远不限于电视机和智能手机，它还存在于我们日常生活中的主要通信和信息工具：手表（可穿戴设备）、电器、广告、标牌、汽车等。
随着显示屏素玻璃面积越来越大，显示屏制造过程中使用的设备以及所需气体量也越来越大。此外，由于消费者希望获得更好的观看体验，例如更为丰富的颜色、更高的分辨率、更低的功耗，也促使显示屏制造商开发有源矩阵有机发光显示屏（AMOLED）并将其商业化。
在背板技术趋势的推动下，显示屏制造对特种气体产生了更大的需求。目前市场上有两种显示屏：有源矩阵液晶显示屏（AMLCD）和AMOLED。AMLCD和AMOLED的显示屏基本部件相同。显示设备有4层：滤色层、薄膜晶体管开关层（特种气体主要用于这一层）、用于控制颜色选择的快门层、RGB（红绿蓝）颜色过滤器。
显示屏的薄膜晶体管设备主要有三种：非晶硅（a-Si）、低温多晶硅（LTPS）和金属氧化物（MO），也称为透明非晶氧化物半导体(TAOS)。AMLCD面板使用a-Si一般是用于低分辨率显示屏和电视机，而高分辨率显示屏采用LTPS晶体管，不过由于成本较高、可扩展性受限，一般用于中小型显示屏。AMOLED面板使用LTPS和MO晶体管，其中MO设备通常用于电视机和大型显示屏。
MO面临的挑战在于OLED步骤后，如何避免IGZO金属化/潮湿造成的氧化，后者将导致产率下降。制造过程中需使用大量的N2O（氧化亚氮），这意味着可能需要考虑改变传统供应模式。
由于技术变迁，相比AMLCD面板，生产AMOLED面板所需使用的气体也要发生变化，目前生产显示屏时采用多种气体。
这些气体可分为两类：电子特种气体（ESG）和电子大宗气体（EBG）（图5）。电子特种气体包括硅烷、三氟化氮、氟（现场产生）、六氟化硫、氨气以及磷化氢混合物，占显示屏制造中使用气体的52％，而电子大宗气体包括氮气、氢气、氦气、氧气、二氧化碳和氩气，占显示屏制造中使用气体的48％。
推动显示屏制造中使用气体的主要因素包括PECVD（等离子体增强化学气相沉积），占ESG消耗的75％，而干法蚀刻则推动了氦气的使用。LTPS和MO晶体管的生产推动了氧化亚氮的使用。ESG在MO晶体管生产中的使用情况与图4所示不同：氧化亚氮占气体消耗的63％，三氟化氮占26％，硅烷占7％，六氟化硫和氨一共约占4％。激光气体不仅用于光刻，也用于LTPS中准分子激光退火应用。
硅烷：SiH4是显示屏制造中最关键的气体之一，与氨气（NH3）结合使用，形成用于a-Si晶体管的氮化硅层，与氮气（N2）结合使用，形成用于LTPS晶体管的预准分子激光退火a-Si，或与氧化亚氮（N2O）结合使用形成MO晶体管的氧化硅层。
三氟化氮：从a-Si和LTPS显示屏生产中的消耗和使用量来看，NF3是a-Si和LTPS显示屏生产中使用最多的单种电子材料，而在MO生产中，其使用量不如N2O。NF3用于清洁PECVD腔室。对于这种气体，需要具备可扩展性，才能在竞争激烈的市场中建立所需的成本优势。
氧化亚氮：LTPS和MO显示屏生产中均使用，从MO生产中的消耗和使用量来看，N2O已超过NF3成为MO生产中用量最多的电子材料。N2O是一种区域性、本地化的产品，由于其成本低，无法采用物流成本高昂的长供应链。平均每5.5平方米素玻璃重约2公斤，每月一般需要240吨N2O才能生产120K的8.5 MO显示屏。最大的N2O压缩气体拖车每次只能提供6吨N2O，对于MO生产来说，这种做法成本高，风险大。
氮气：一般的大型显示屏厂氮气需求可高达50,000 Nm3/小时，因此现场发电机（如林德 SPECTRA-N®50,000）是一种具有成本效益的解决方案，与传统的氮气工厂相比，显示屏制造中的CO2（二氧化碳）排放减少8％。
氦气：氦气用于流程中和流程后冷却玻璃。由于氦气是一种不可再生气体，鉴于其成本和可得性，制造商正在研究减少氦气的使用。
现场氮气发生器：氮气是工厂消耗最多的气体，需要在第一批工具入场前提供。大型显示屏工厂与大型半导体工厂一样，需要大量的氮气，只有现场制备才比较经济。
低温液体拖车：氧气、氩气和二氧化碳非现场生产，作为低温液体，它们通过特种真空绝缘储罐短途运输。
压缩气体拖车：氢气和氦气等其他大容量的压缩气体，通过拖车或ISO储罐经长距离运输供应。
独立包装：特种气体通过独立包装供应。对于硅烷和三氟化氮等体积较大的材料，可以采用大型ISO包装供货，容量可达10吨，体积较小的材料采用标准气瓶。
混合气体：激光气体和掺杂剂以几种不同气体混合物的形式供应。要将显示屏件制造保持在可接受的参数范围内，混合产品的精度至关重要。
厂内分布：即使在材料交付或生产完成后，仍然需要供应气体。在交付给各生产流程前，需对材料进行进一步过滤、纯化和在线分析。
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