LTPS (low temperature poly-crystalline silicon)

LTPS to skrót od angielskiego określenia low temperature poly-crystalline silicon, (niskotemperaturowy krzem polikrystaliczny). Krzem polikrystaliczny to materiał złożony z małych kryształów krzemu. Często porównuje się go z pokrewnymi materiałami: z krzemem monokrystalicznym oraz z krzemem amorficznym. Na określenie krzemu polikrystalicznego stosuje się też skrót p-Si.

Krzem polikrystaliczny stosowany jest w wysokiej jakości ekranach LCD i OLED, zwłaszcza w niedużych ekranach do urządzeń przenośnych, takich jak smartfony. LTPS służy do wykonania warstwy sterującej (backplane). W porównaniu z krzemem amorficznym (a-Si) powszechnie stosowanym do produkcji ekranów LCD, krzem polikrystaliczny ma znacznie lepszą przewodność. Krzem polikrystaliczny pozwala nie tylko na wykonanie tranzystorów TFT sterujących pikselami matrycy, ale także na wykonanie na jednej tafli wraz z ekranem dodatkowych układów sterujących w technice cienkowarstwowej. Lepsze właściwości p-Si w porównaniu z a-Si pozwalają na produkcję ekranów o wyższej rozdzielczości. LTPS pozwala na lepsze procentowo wykorzystanie powierzchni ekranu LCD dla efektywnego promieniowania światła przez piksele.

Główną metodą krystalizacji krzemu stosowaną w produkcji ekranów jest laserowe wyżarzanie. W tej technice laser jest wykorzystywany do kontrolowanego podgrzewania krzemu amorficznego bez topienia podkładu. W tym procesie struktura zmienia się z amorficznej na polikrystaliczną w trakcie schładzania podgrzanego laserem krzemu. Istnieją różne warianty techniki wyżarzania laserowego. Są też metody krystalizacji bez lasera. Jedna z nich bazuje na podgrzewaniu całej tafli do temeperatury kilkuset stopni (solid phase crystallization).

LTPS ma dwie zasadnicze wady. Jest droższy od technologii bazującej na krzemie amorficznym. Poza tym problemów nastręcza konstrukcja urządzeń krystalizacyjnych zdolnych do obróbki tafli o dużych rozmiarach.

Krzem polikrystaliczny ma też inne zastosowania, na przykład przy produkcji podzespołów elektronicznych i ogniw słonecznych.