Language
Country/Area
No result found
Rahasia anil laser: Bagaimana hal itu memungkinkan polisilikon meningkatkan kinerja perangkat elektronik?
Dalam industri elektronik yang berkembang pesat saat ini, silikon polikristalin suhu rendah (LTPS) semakin banyak digunakan, terutama di bidang teknologi tampilan. Karena penggunaan panel kaca besar menimbulkan tantangan pada sintesis suhu tinggi, cara meningkatkan efisiensi produksi tanpa mengorbankan kinerja telah menjadi kunci kemajuan ilmiah dan teknologi. Artikel ini membahas teknologi anil laser dan bagaimana teknologi tersebut memungkinkan silikon polikristalin meningkatkan kinerja perangkat elektronik secara signifikan, khususnya di bidang transistor film tipis (TFT).
Pengembangan silikon polikristalin
Silikon polikristalin adalah bahan konduktif murni yang terdiri dari banyak butiran kristal. Dibandingkan dengan metode sintesis suhu tinggi tradisional (biasanya lebih dari 900°C), teknologi sintesis suhu rendah (sekitar 650°C) menunjukkan penerapannya dalam industri semikonduktor. Potensi yang sangat besar. Pada tahun 1984, para peneliti menemukan bahwa silikon amorf merupakan prekursor yang sangat baik untuk memproduksi film silikon polikristalin yang lebih stabil daripada kristal yang diendapkan secara langsung. Dalam proses pengendapan uap kimia awal (LPCVD), silikon amorf diendapkan pada suhu 560-640°C dan selanjutnya dianil secara termal pada suhu 950-1000°C untuk mengkristal ulang.
"Penggunaan film silikon amorf sangat mengurangi kekasaran permukaan dalam struktur dan meningkatkan stabilitas silikon polikristalin."
Pada tahun 1988, para peneliti menemukan bahwa menurunkan suhu anil lebih lanjut dan menggabungkannya dengan pengendapan uap kimia yang ditingkatkan plasma (PECVD) yang canggih dapat mencapai konduktivitas yang lebih tinggi. Teknologi ini telah memberikan dampak yang mendalam pada bidang mikroelektronika, fotovoltaik, dan peningkatan tampilan. dampak yang luas.
Aplikasi pada layar LCD
Transistor film tipis silikon amorf (a-Si TFT) banyak digunakan dalam layar kristal cair (LCD) karena dapat digabungkan menjadi rangkaian penggerak arus tinggi yang kompleks. Elektroda TFT silikon amorf menggerakkan susunan kristal dalam LCD. Dalam konteks ini, pengembangan LTPS-TFT memberikan resolusi perangkat yang lebih tinggi dan suhu sintesis yang lebih rendah, sehingga mengurangi biaya substrat.
"Meskipun potensi keuntungan LTPS-TFT signifikan, ia juga memiliki beberapa kekurangan, termasuk rasio bukaan yang tidak kompatibel dengan bahan a-Si tradisional."
LTPS-TFT memiliki area yang lebih kecil, sehingga menghasilkan rasio bukaan yang kecil, yang membatasi integrasi LTPS berdasarkan rangkaian yang kompleks. Selain itu, kualitas LTPS menurun seiring waktu, yang menyebabkan suhu perangkat meningkat saat dinyalakan, yang pada gilirannya menyebabkan putusnya ikatan silikon-hidrogen, yang menyebabkan arus bocor dan kegagalan.
Proses anil laser
Anil laser xenon fluorida (XeCl) (ELA) merupakan metode utama yang melelehkan logam amorfbahan silikon melalui radiasi laser untuk menghasilkan silikon polikristalin. Dibandingkan dengan TFT a-Si biasa, silikon polikristalin memiliki mobilitas elektron yang lebih tinggi dan resolusi serta rasio aperture yang lebih baik, yang dapat mendukung mahakarya sirkuit terintegrasi yang sangat tinggi. XeCl-ELA dapat berhasil mengkristalkan silikon amorf (kisaran ketebalan 500-10000Å) menjadi silikon polikristalin tanpa memanaskan substrat.
"Silikon polikristalin memiliki butiran yang lebih besar. Struktur ini meningkatkan mobilitas TFT yang lebih baik dan mengurangi hamburan pada batas butiran."
Keberhasilan teknologi ini memungkinkan layar LCD untuk mengintegrasikan sirkuit yang lebih kompleks dan meningkatkan kinerja secara keseluruhan.
Pengembangan perangkat LTPS-TFT
Selain peningkatan TFT itu sendiri, penerapan LTPS dalam tampilan grafis juga memerlukan desain sirkuit yang inovatif. Misalnya, salah satu teknologi terkini melibatkan sirkuit piksel yang arus keluaran transistornya tidak bergantung pada tegangan ambang batas, yang dapat mencapai kecerahan yang seragam. LTPS-TFT sering digunakan untuk menggerakkan tampilan dioda pemancar cahaya organik (OLED) karena resolusinya yang tinggi dan kemampuan beradaptasi dengan panel besar. Meski begitu, variasi dalam struktur LTPS dapat menyebabkan tegangan ambang batas sinyal yang tidak seragam, sehingga memengaruhi konsistensi kecerahan.
"Desain sirkuit piksel baru memecahkan masalah ini dan mencakup empat TFT tipe-n, satu TFT tipe-p, kapasitor, dan elemen kontrol."
Teknologi inovatif ini tidak hanya meningkatkan kinerja TFT, tetapi juga memungkinkan untuk mencapai teknologi tampilan dengan resolusi lebih dari 500 ppi.
Munculnya teknologi LTPO
Low-temperature polycrystalline silicon oxide (LTPO) adalah teknologi backplane layar OLED canggih yang dikembangkan oleh Apple. Teknologi ini menggabungkan karakteristik LTPS TFT dan TFT oksida (seperti indium gallium zinc oxide, IGZO). Sirkuit switching LTPO menggunakan LTPS, sedangkan TFT penggerak menggunakan material IGZO, yang memungkinkan layar menyesuaikan kecepatan refresh secara dinamis sesuai dengan konten tampilan, sehingga meningkatkan penggunaan energi.
"Layar LTPO dikenal karena masa pakai baterainya yang lebih lama dan telah banyak digunakan di banyak ponsel pintar dan perangkat seluler lainnya."
Meskipun teknologi inti LTPO dikembangkan oleh Apple, Samsung juga memiliki serangkaian teknologi panel LTPO AMOLED miliknya sendiri, yang menggunakan material termasuk LTPS TFT dan campuran oksida dan silikon polikristalin (HOP).
Pada akhirnya, kemajuan teknologi LTPS dan laser annealing tidak diragukan lagi akan mendorong perkembangan teknologi tampilan di masa depan. Apakah Anda siap menghadapi tantangan yang ditimbulkan oleh perubahan ini?
