利用自对准工艺制备多晶硅TFT的研究

摘要

近年来，随着多晶硅 TFT技术的不断发展，其应用也越来越广泛，并被视为a-Si TFT的理想替代品。相对于 a-Si TFT，poly-Si TFT有其明显的优势：高迁移率、高速高集成化、p型和n型导电模式、自对准结构以及耗电省、分辨率高等优点，能够提供更亮、更精细的画面。其中p型和n型的导电模式不仅可以实现LCD的驱动，而且也可以实现OLED的驱动。因此采用多晶硅薄膜晶体管（TFT）有源矩阵是未来大屏幕、高分辨率平板显示的首选驱动方法之一。
　　在制备多晶硅 TFT时，由于机器的套准误差会在栅极与源、漏极之间产生重叠部分，这样就造成了栅源、栅漏之间的交叠电容，交叠电容的存在严重影响了多晶硅 TFT的性能，而利用自对准工艺制备的多晶硅 TFT则避免了交叠电容的产生。本文主要讲述了利用自对准方法制备多晶硅 TFT的工艺，并对制备 TFT过程中的曝光、显影、光刻以及功能材料的刻蚀工艺做了研究，摸索出了一套制备多晶硅TFT的方法，取得了一些有用的数据，希望对后续的工作有所帮助。
　　本文一共分为七章：第一章介绍了本论文的研究背景、研究意义、主要工作以及国内外的研究进展；第二章介绍了TFT的结构和工作原理；第三章介绍了栅极与源、漏极之间叠加电容产生的原因和自对准工艺；第四章介绍了氮化硅的制备方法和测试方法；第五章介绍了多晶硅TFT有源层的制备方法并对各种晶化机理做了介绍；第六章主要对利用自对准工艺制备TFT的工艺进行研究，并对制备出来的样品进行了测试；第七章对全文进行总结。

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第一章引 言

1.1平板显示技术简介

1.2薄膜晶体管有源驱动技术

1.3薄膜晶体管寻址液晶显示器的发展动态

1.4自对准工艺在制备多晶硅TFT中的应用

1.5本论文研究的主要内容

第二章 TFT的结构、工作原理

2.1 TFT的结构

2.2 TFT的工作原理

第三章 自对准工艺与其实现方法

3.1串扰电容的产生

3.2 自对准工艺

第四章 氮化硅的制备以及性能的测试

4.1PECVD设备及操作方法

4.2氮化硅的制备

4.3氮化硅薄膜的性能测试

第五章 多晶硅的制备以及性能的测试

5.1非晶硅的制备

5.2各种晶化机理的阐述

5.3金属诱导横向晶化（MILC）非晶硅薄膜的制备

第六章 多晶硅TFT制备工艺研究

6.1 MILC中镍金属分布以及硅岛位置的选择

6.2 制备多晶硅TFT时进行自对准背曝光时曝光量的研究

6.3制备多晶硅TFT方案的选取

6.4利用金属诱导横向晶化和快速热退火制得的多晶硅测试

6.5 样品的清洗

6.6 刻蚀方法的选择

6.7 Ni诱导金属的去除

6.8 TFT中金属电极的选择和刻蚀

6.9等离子体刻蚀和湿法刻蚀的研究

6.10光刻的研究以及光刻胶的选择

6.11利用自对准工艺制备多晶硅TFT

6.12多晶硅TFT性能的测试

6.13实验结果分析

第七章 结 论

致谢

参考文献

作者介绍

作者攻硕期间取得的研究成果