LTPS工藝流程與技術.ppt

1、LTPS工藝流程與技術,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量; 2.有利于降低熱傳導,減緩被激光加熱的硅冷卻速率,利于硅的結晶,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.具備自氫化修補功能 3.與多晶硅的界面存在過多

2、的缺陷和陷阱，易產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,廣泛應用于非晶硅柵絕緣層,SiO2: 1.臺階覆蓋性 2.與多晶硅界面匹配, 應力匹配,23,一般采用SiNx，SiO2,而SiO2/SiNx結構可以得到良好的電學特性，和氫化效 果,24,25,結晶技術,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：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通過質量分析裝置控制注入劑量,均勻度2%,離子云注入機離子束線狀, 電流束較長, 產能較高,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” 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)了一個大電阻,水平方向電場減少并降低了電場加速引起的碰撞電離產生的熱載流子幾率 注入劑量過少則造成串聯(lián)電阻過高,使遷移率下降;注入劑量過多則會失去

4、降低漏極端邊緣電場強度的功能.,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多晶硅原子的未結合鍵或未飽和鍵，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多晶體和氧化層做 處理 2.固態(tài)擴散法：SiNx薄膜作為氫化來源，特定溫度烘烤使氫原子擴散進入多晶體和氧化層,

5、氫化工藝,40,41,42,LTPS的主要設備,TEOS CVD,激光晶化設備,離子注入機,快速熱退火設備,ICP-干刻設備,HF清洗機,PVD,光刻機,濕刻設備,干刻設備,CVD,共用產線 設備,LTPS 設備,43,OLED 蒸鍍封裝,離子注入機,AOI,快速熱退火設備,激光晶化設備,磨邊清洗機,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,預處

7、理,49,RTA System Overview,Model：YHR-100HT,CST Port（3個）,CST Robot（1個）,Chamber （2個）,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