ТЕХНОЛОГИИ
Перспектива применения легких и компактных жидкокристаллических экранов на тонкопленочных транзисторах (TFT) в качестве дисплеев не только блокнотных ПК, но и настольных машин, быстрыми темпами переходит из категории сказок в реальность ближайших лет. Команды разработчиков из университетов и исследовательских подразделений некоторых компаний сосредоточили усилия на повышении эффективности изготовления TFT-матриц большого размера и высокого разрешения.
По сообщению Electronic Engineering Times, в Стэнфордском университете (шт. Калифорния) разработали двухэтапную технологию, отличающуюся от аналогов рядом новшеств. Эта технология предполагает в качестве первого шага использовать высокотемпературное (порядка 7000o С) воздействие для образования зародышей кристаллов (RTA, Rapid Thermal Annealing), дальнейший рост которых проходит в низкотемпературных условиях (около 5000o С). Как заявили исследователи из Стэнфорда, таким образом им удается получать поликристаллы с гранями размером в несколько микрон.
Основная проблема, которую решают разработчики, - ускорение процесса преобразования аморфного кремния в поликристаллический. Формируемые при этом транзисторы должны обеспечивать высокую мобильность электронов и низкие потери тока. По мнению представителей Стэнфорда, основное преимущество предлагаемой ими технологии состоит в возможности создавать зародыши кристаллов в нужном месте, а также выращивать грани большого размера. На первом этапе локализованное тепловое воздействие управляет зародышеобразованием, не приводя к росту кристаллов. На втором этапе происходит только рост граней без образования новых зародышей, избыточное число которых приводит к формированию поликристалла с недостаточно большими гранями.
В качестве альтернативы технологии высокотемпературной обработки в Стэнфорде предложен метод зародышеобразования, основанный на применении германия. Малое количество германия, введенного в аморфный кремний, реагирует с кремнием, что приводит к росту граней кристаллов в окрестности зоны реакции.
По словам специалистов из Стэнфорда, двухэтапная технология не требует специального оборудования. Она может быть реализована любой компанией, занимающейся изготовлением электронных компонентов.
Очевиден следующий шаг развития предлагаемой технологии. Сегодня TFT-матрица и кристалл кремния со схемой управления выращиваются отдельно, а затем соединяются на стеклянной подложке. Развитие разработанной технологии позволит интегрировать логику управления в подложку из диоксида кремния (а не использовать традиционную подложку из стекла), сократив число соединений и повысив тем самым производительность и энергетическую эффективность устройства. В Стэнфорде отмечают, что, хотя предлагаемый метод пока считается в США экономически невыгодным, ряд японских компаний - технологических лидеров в области плоскопанельных дисплеев - уже берет его на вооружение.
Проблема соединений вообще является одной из основных в микроэлектронике. Внутренние контакты не только замедляют работу современных микросхем, но и осложняют переход от 0,35-микронной геометрии к 0,25- и 0,18-микронной. По мнению разработчиков, предлагаемый “объемный” метод, позволяющий выращивать грани нужного размера и направления, может найти широкое применение в микроэлектронике. Они намерены продемонстрировать первые образцы 3D-микросхем в ближайшие два-три года.
А. М.
