论文部分内容阅读
低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)无论在液晶显示(LCD)还是有机发光二极管显示(OLED)领域都已取得长足的进展。但在向超高分辨率显示的方向发展时,工艺制程能力如关键尺寸线宽、孔径的控制,面内、片间连续生产的均一性问题等面临技术屏障,以及如何提高器件的性能成为LTPS TFT工艺研究的重大挑战。本文主要研究了在极细线宽的制约下LTPS TFT层间绝缘层的工艺优化,以提升工艺能力、降低良率损失以及提升器件电学性能。具体研究内容和成果如下:(1)研究了层间绝缘层过孔刻蚀主刻蚀阶段O2/CF4气体通量比例对剖面角的影响。结果表明:1)过孔剖面角倾斜度与O2通量比例呈线性关系,并随着O2通量比例增大不断减小。2)随着O2通量比例的增大,在不同的介质层间,过孔剖面角出现了分层现象,分层现象随着o2比例的增大变得更严重。(2)研究了层间绝缘层过孔刻蚀中的过刻蚀阶段,不同CHF3、H2总气体通量对SiOx与p-Si刻蚀选择比的影响。结果表明:1)随着CHF3、H2总气体通量的增大,SiOx刻蚀速率增大,p-Si刻蚀速率减小,刻蚀选择比增大。2)当总气体通量增大到一定程度(>1050sccm),SiOx和p-Si的刻蚀均一性变差。3)CHF3、H2气体通量为750sccm、300sccm时既有较高的刻蚀选择比,又能维持良好的刻蚀均一性。(3)提出一种干法刻蚀为主湿法刻蚀为辅的层间绝缘层过孔刻蚀优化方法,并研究了最佳优化工艺条件。结果表明:1)最佳优化工艺条件为:主刻蚀干法刻蚀时间为EPD+35s,辅刻蚀湿法刻蚀时间为过刻50%。2)此方法得到了极高刻蚀选择比,实现了零过刻零残留,使得开孔异常导致的影像类不良率因此改善73%以上。(4)研究了基于干、湿法结合过孔刻蚀优化的LTPS TFT器件制备以及性能研究,并通过刻蚀后p-Si表面的XPS测试来分析刻蚀对器件性能的影响。实验结果表明:1)基于干、湿法结合过孔刻蚀的TFT源漏电极接触电阻减小一个数量级以上,器件开态电流提高了约15%。2)此方法能有效减少干法刻蚀对有源层的损伤、避免有源层被氧化与刻蚀副产物污染开孔表面,进而大大减少了源漏电极接触电阻。3)器件电学特性均一性有大幅提高。