LTPS工藝流程與技術(shù).ppt

1、LTPS工藝流程與技術(shù),AMOLED Zhao Ben Gang,2,a-Si 快速熱退火;高溫腔體或低能量激光去氫,FTIR檢測(cè)氫含量,17,緩沖層作用: 1.防止玻璃中的金屬離子(鋁,鋇,鈉等)在熱工藝中擴(kuò)散到LTPS的有源區(qū),通過緩沖層厚度或沉積條件可以改善多晶硅背面的質(zhì)量; 2.有利于降低熱傳導(dǎo),減緩被激光加熱的硅冷卻速率,利于硅的結(jié)晶,18,SiO2, SiO2/SiNx,19,四乙氧基硅烷,20,high cost,21,TEOS oxide具有低針孔密度，低氫氧含量，良好的臺(tái)階覆蓋性。,22,SiNx: 1.具有高的擊穿電壓特性 2.具備自氫化修補(bǔ)功能 3.與多晶硅的界面存在過多

2、的缺陷和陷阱，易產(chǎn)生載流子捕獲缺陷和 閾值電壓漂移，可通過SiO2/SiNx克服,絕緣層選擇,廣泛應(yīng)用于非晶硅柵絕緣層,SiO2: 1.臺(tái)階覆蓋性 2.與多晶硅界面匹配, 應(yīng)力匹配,23,一般采用SiNx，SiO2,而SiO2/SiNx結(jié)構(gòu)可以得到良好的電學(xué)特性，和氫化效 果,24,25,結(jié)晶技術(shù),26,ELA (Excimer Laser Annel),Sony公司提出，現(xiàn)在大部分多晶硅TFT公司采用line beam工藝。,Line Beam Scan mode,現(xiàn)在技術(shù)：XeF,27,晶化效果,a-Si,P-Si,28,Partially melting regime,Near-comp

3、lete melting regime,Mechanism of ELA,Complete melting regime,29,MIC通過質(zhì)量分析裝置控制注入劑量,均勻度2%,離子云注入機(jī)離子束線狀, 電流束較長(zhǎng), 產(chǎn)能較高,成本低;通過法拉第杯控制注入劑量,均勻度5%,35,LDD,方塊電阻小于10K歐姆/,方塊電阻40K-100K歐姆/,36,LDD作用：抑制“熱載流子效應(yīng)” 以較低的注入量在源極/漏極端與溝道之間摻雜,形成一濃度緩沖區(qū),等效串聯(lián)了一個(gè)大電阻,水平方向電場(chǎng)減少并降低了電場(chǎng)加速引起的碰撞電離產(chǎn)生的熱載流子幾率 注入劑量過少則造成串聯(lián)電阻過高,使遷移率下降;注入劑量過多則會(huì)失去

4、降低漏極端邊緣電場(chǎng)強(qiáng)度的功能.,37,38,Repair broken bonds damaged in ion doping Increase conductance of doping area,39,氫化處理的目的 多晶硅晶粒間存在粒界態(tài)，多晶硅與氧化層間存在界面態(tài)，影響晶體管電性。氫化處理以氫原子填補(bǔ)多晶硅原子的未結(jié)合鍵或未飽和鍵，粒界態(tài)，氧化層缺陷，以及界面態(tài)，來減少不穩(wěn)態(tài)數(shù)目，提升電特性：遷移率，閾值電壓均勻性等。,氫化處理方法 1.等離子體氫化法：利用含氫的等離子體直接對(duì)多晶體和氧化層做 處理 2.固態(tài)擴(kuò)散法：SiNx薄膜作為氫化來源，特定溫度烘烤使氫原子擴(kuò)散進(jìn)入多晶體和氧化層,

5、氫化工藝,40,41,42,LTPS的主要設(shè)備,TEOS CVD,激光晶化設(shè)備,離子注入機(jī),快速熱退火設(shè)備,ICP-干刻設(shè)備,HF清洗機(jī),PVD,光刻機(jī),濕刻設(shè)備,干刻設(shè)備,CVD,共用產(chǎn)線 設(shè)備,LTPS 設(shè)備,43,OLED 蒸鍍封裝,離子注入機(jī),AOI,快速熱退火設(shè)備,激光晶化設(shè)備,磨邊清洗機(jī),44,45,FFS( Fringe-Field Switching )&IPS(In-Plane Switching),2020年7月,46,LTPS-TN,LTPS-OLED,LTPS-IPS,47,Gate,Active,SD,Passivation,ITO Pixel,Poly（多晶硅刻蝕）

6、,CHD（溝道摻雜）,M1 （gate層）,ND（n+摻雜）,PD（ p+摻雜）,M2 （SD層）,PV （passivation）,Via 1（過孔1）,RE（反射電極）,PDL（像素定義層）,Spacer,a-Si 工藝,Via 2 （平坦化層）,Poly（多晶硅刻蝕）,CHD（溝道摻雜）,M1 （gate層）,ND（n+摻雜）,PD（ p+摻雜）,M2 （SD層）,PV 2（passivation）,Via 1（過孔1）,ITO1,Via 2 （平坦化層）,ITO2,LTPS-IPS,LTPS-OLED,48,玻璃基板,Glass,玻璃投入,清洗,LTPS process flow,預(yù)處

7、理,49,RTA System Overview,Model：YHR-100HT,CST Port（3個(gè)）,CST Robot（1個(gè)）,Chamber （2個(gè)）,Cooling stage（4層）,50,沉積緩沖層有源層,Glass,PECVD緩沖層+有源層,有源層,緩沖層,去氫,防止氫爆,清洗,51,多晶硅晶化,Glass,晶化,多晶硅測(cè)量,XRD,RAMAN,SEM,AFM,MIC,UV SLOPE,Spin clean,52,P-Si刻蝕(mask1),Glass,光刻,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,干刻P-Si,去膠,53,P-S

8、i刻蝕(mask1),Taper 49,54,PR,溝道摻雜(mask2),B+,P-channel,N-channel,Channel doping,光刻,補(bǔ)償vth,Glass,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,去膠,55,溝道摻雜,56,PR,N+ 摻雜(mask3),Glass,P-channel,N-channel,PHX+,N+ doping,第3次光刻,灰化,去膠,Driver area,Pixel area,57,N+ 摻雜(mask3),58,GATE Insulator,PECVD GI,Driver area,Pixel

9、 area,P-channel,N-channel,Spin 清洗,Glass,59,PR,PR,PR,PR,Gate層（mask4）,Glass,Gate 成膜,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,Spin 清洗,光刻,PR,60,Gate 刻蝕(干刻),Driver area,Pixel area,Glass,P-channel,N-channel,ECCP干刻,去膠,61,Gate 刻蝕(干刻),Taper 53,GI loss350A,Taper 46,GI loss0A,62,LDD摻雜 Gate掩膜,PHX+,LDD Doping,

10、LDD Doping,P-channel,N-channel,LDD,Glass,Driver area,Pixel area,63,PR,PR,Glass,B+ Doping,P-channel,N-channel,P+ 摻雜(mask5),P+ doping,第5次光刻,灰化,去膠,Driver area,Pixel area,64,P+ 摻雜,65,ILD成膜與活化（氫化）,Glass,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,BHF清洗,ILD成膜,活化(氫化）,66,Via1(mask6),Glass,Driver area,Pixel a

11、rea,P-channel,N-channel,光刻,ICP刻蝕,去膠,67,通孔刻蝕,68,通孔刻蝕,69,SD層(mask7),Glass,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,BHF清洗,SD成膜,光刻,ECCP干刻,去膠,Metal anneal,70,Power Ar 成膜溫度,SD成膜,71,SD 干刻,72,Passivation層(mask8),Glass,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,清洗,SiNx成膜,光刻,ICP or RIE,去膠,73,Passivation層,74

12、,平坦化層(mask9),清洗,涂布有機(jī)膜,光刻,Glass,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,75,平坦化層,LTPS（TN）,LTPS-OLED,LTPS-IPS,76,像素電極,清洗,Glass,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,ITO鍍膜,77,電極刻蝕(mask10),光刻,去膠,退火,濕刻,Glass,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,LTPS-TN array 完成,78,反射電極,清洗,Ag鍍膜,Glass,Driver a

13、rea,Pixel area,P-channel,N-channel,ITO鍍膜,ITO鍍膜,79,電極刻蝕(mask10),光刻,去膠,退火,濕刻,Glass,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,80,電極刻蝕(mask10),81,PDL/Spacer層(mask11/12)for OLED,Glass,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,82,PDL/Spacer層(mask11/12),LTPS-OLED array 完成,83,ITO1電極,清洗,Glass,Driver area,Pixel area,P-channel,N-channel,ITO1層,84,PV2電極,清洗,Glass,D