ltps制程与技术发展

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1、第8章LTPS製程與技術發展前言低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器(LowTemperaturePoly-SiliconThinFilmTransistor，LTPSTFTLCD)，乃指其TFT中之半導體薄膜的結晶形態是多結晶(Polycrystalline)，並非是非結晶(Amorphous)的。資料來源：工研院電子所資料來源：工研院電子所Poly-Si/α-Si特性比較α-SiTFTLCD的結構簡單化和畫面高精細化。P-SiTFTLCD是崁入不同功能的IC於玻璃基板上，減少模組工程上所使用IC的數量，換言之，模組接點減少，可靠度提升。資料來源：工研院電子所資料來源：工研院電

2、子所LTPSTFTLCD的特點LTPSTFTLCD的特點，還有載體的移動度(Mobility)為非晶矽的300倍低耗電高亮度高解析度輕薄短小高品質完美的系統整合LTPSTFTLCD的前段製程陣列電路設計(1)LTPSTFT周邊電路的設計必須崁入主陣列電路，整合於同一片基板玻璃上可以減少半導體零組件的使用數量可以減少後段工程組合時接著點的數目使結構簡單化和工程可靠度提高陣列電路設計(2)整體電路設計時，應考慮低耗電量耗電量的值(P)是與頻率(f)電容(C)電壓平方(V²)成比例關係陣列電路設計(3)電容值減低的對策信號線(Busline)的線幅寬細線化TFT的小型化低電壓的對策使

3、啟動電壓減低，唯一方法是開發出新的驅動法並使驅動電壓減低頻率減低的對策使相對應於影像畫面產生變化，促使驅動頻率變化，達到低耗電化陣列電路設計(4)以一般TFT通道寬度(52μm)和通道長度(12μm)，及閘氧化膜的厚度tox=3,500A為代表性元件。陣列電路製程(1)大部分TFTLCD製造公司之LTPSTFT-LCD製程，是採行頂部閘極(Top-Gate)的TFT電路結構互補式金氧半(CMOS)的驅動電路設計目前主流製程是需5道光罩陣列電路製程(2)Poly-Si薄膜形成方法，有IC製程的高溫製程法使用的玻璃基板材料是耐熱性優且價格較貴的石英玻璃(Quartz)(尺寸限於15

4、0mm/200mm)利用雷射退火技術的低溫製程法使用與α-SiTFT相同的不含鹼性離子之玻璃基板陣列電路製程(3)高溫製程或低溫製程的使用，取決於矽薄膜形成之源極和汲極工程中之摻雜(Doping)工程而定。陣列電路製程(4)與α-SiTFT製程相比較，大部分的步驟是相類似的Poly-SiTFT的特徵，有低溫雷射退火的結晶化技術(LaserAnnealingCrystallization)低溫摻雜汲極技術(LightlyDopingDrain，LDD)氫化處理技術(Hydrogeneration)陣列電路製程(5)氫化處理的目的在於使矽原子的未結合鍵或未飽和鍵，能與氫原子結合而使

5、其呈飽和狀態可獲得高的載體移動度使電子訊號的傳送速度變快動態畫質顯示清晰明亮。標準化製作過程(1)標準化製作過程約需要六項光罩步驟。陣列電路設計工程：包含有TFT陣列電路圖案(Pattern)彩色濾光片圖案配向膜圖案封合圖案等規劃與設計資料來源：工研院電子所資料來源：工研院電子所標準化製作過程(2)光罩製作工程：使用電子束描繪裝置(ElectronBeamLithographySystem)製作出主光罩(MasterMask)再利用微影技術(Lithography)複製工程用光罩網版標準化製作過程(3)透明玻璃基板加工工程：一定尺寸規格要求所做的切割加工表面精密度和平坦度的要求

6、所進行的研磨加工標準化製作過程(4)洗淨工程：分為陣列工程前液晶胞工程前液晶胞工程後等三大類標準化製作過程(5)矽薄膜形成工程：在玻璃或石英玻璃上，TFT電路通道(Channel)部分的形成方法，是使用濺鍍(Sputtering)裝置和低壓化學氣相沉積(LowPressureChemicalVaporDeposition，LP-CVD)裝置，將α-Si薄膜堆積於上再利用結晶化退火技術的加熱爐退火法或雷射光雷射退火，將其多結晶化處理標準化製作過程(6)微影曝光工程：利用輥輪被覆式(RollCoater)或旋轉被覆式(SpinCoater)塗佈光阻劑於光罩基板(MaskBlank)

7、後作烘焙處理(Baking)將光罩基板上的膜面圖案予以曝光微影和顯影處理，形成所需要的圖案標準化製作過程(7)蝕刻工程：在CF和TFT基板上，形成之金屬膜、絕緣膜和半導體膜等過程中作為光罩圖案所使用的光阻劑必須利用乾式(Dry)或濕式(Wet)蝕刻裝置進行加工處理，再利用濕式剝離裝置(Wet-TypeResistStrippingSystem)將所剩之光阻劑，予以剝離處理並進行圖案的檢驗工作標準化製作過程(8)閘極形成工程：Poly-SiTFT元件之閘極部分的形成工程在Poly-Si薄膜上利