LTPS低温多晶硅技术浅析.pdf

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1、LTPS低温多晶硅技术浅析一、LTPS简介低温多晶硅（LowTemperaturePoly-silicon；LTPS，以下以LTPS代称）是平板显示器领域中的又一新技术。继非晶硅（Amorphous-Silicon，以下以a-Si代称）之后的下一代技术。Polysilicon(多晶硅)是一种约为0.1至数个um大小、以硅为基底的材料，由许多硅粒子组合而成。在半导体制造产业中，多晶硅通常经由LPCVD(LowPressureChemicalVaporDeposition)处理后，再以高于900C的退火程序，此方法即为SPC(SolidPhaseCrystalliza

2、tion)。然而此种方法却不适合用于平面显示器制造产业，因为玻璃的最高承受溫度只有650℃。因此，LTPS技术即是特別应用在平面显示器的制造上。2传统的非晶硅材料（a-Si）的电子迁移率只有0.5cm/V‧S，而低温多晶硅材料（LTPS）2的电子迁移率可达50～200cm/V‧S，因此与传统的非晶硅薄膜电晶体液晶显示器（a-SiTFT-LCD）相比，低溫多晶硅TFT-LCD具有更高解析度、反应速度快、亮度高(开口率apertureratio高)等优点，同时可以将周边驱动电路同时制作在玻璃基板上，达到在玻璃上集成系统（SOG）的目标，所以能够节省空间和成本此外，LT

3、PS技术又是发展主动式有机电致发光（AM-OLED）的技术平台，因此LTPS技术的发展受到了广泛的重视。二、非晶硅（a-Si）与低温多晶硅（LTPS）的区别一般情况下低温多晶硅的制程温度应低于摄氏600℃，尤其对LTPS区别于a-Si制造的制造程序“激光退火”（laseranneal）要求更是如此。与a-Si相比，LTPS的电子移动速度要比a-Si快100倍，这个特点可以解释两个问题：首先，每个LTPSPANEL都比a-SiPANEL反应速度快；其次，LTPSPANEL外观尺寸都比a-SiPANEL小。下面是LTPS与a-Si相比所持有的显著优点：1、把驱动IC的

4、外围电路集成到面板基板上的可行性更强；2、反应速度更快，外观尺寸更小，联结和组件更少；3、面板系统设计更简单；4、面板的稳定性更强；5、解析度更高，a-SiTFT与LTPSTFT特性比较a-SiTFTLTPSTFT22TFT电性0.3~0.7cm/V‧S>100cm/V‧STFT元件面积1约1/2耐冲撞强度180G300G耐扭强度约1,000次>10,000次周边接点数4,000个接点<200个接点PCB数量2片1片TAB-IC数量Scan：3个；Data：10个无电容零件数270个195个激光退火：p-Si与a-Si的显著区别是LTPSTFT在制造过程中应用了激

5、光照射。LTPS制造过程中在a-Si层上进行了激光照射以使a-Si结晶。由于封装过程中要在基板上完成多晶硅的转化，LTPS必须利用激光的能量把非结晶硅转化成多晶硅，这个过程叫做激光照射。电子移动性：2a-SiTFT的电子移动速率低于1cm/V‧S，同时驱动IC需要较高的运算速率来驱动电路。这就是为什么a-SiTFT不易将驱动IC集成到基板上。相比之下，p-Si电子的移动速率可以达到2100cm/V‧S，同时也更容易将驱动IC集成到基板上。结果是，首先由于将驱动IC、PCB和联结器集成到基板上而降低了生产成本，其次使产品重量更轻、厚度更薄。解析度：由于p-SiTFT

6、比传统的a-Si小，所以解析度可以更高。p-SiTFT的驱动IC合成在玻璃基板上有两点好处：首先，与玻璃基板相连接的连接器数量减少，模块的制造成本降低；其次，模块的稳定性将得以戏剧性的升高。三、LTPS薄膜制备方法1、MetalInducedCrystallization(MIC)：属于SPC方法之一。然相较于传统的SPC，此方法能在较低温下（约500~600℃）制造出多晶硅。这是因为薄层金属在结晶形成前即先被包覆，而金属成分即扮演了降低结晶化的活性功能。2、Cat-CVD:一种无须经由蒸汽萃取、而可直接沉积多晶薄膜(poly-film)的方法。沉积温度可低于30

7、0℃。成长机制包含SiH4-H2混合体的catalyticcrackingreaction。3、Laseranneal:此为目前最广为运用的方法。Excimer激光为主要动力，用于加热及融化a-Si，含有低量氢成分然后再結晶为poly-film。（资料来源于互联网，对于版权等相关问题概不负责。编辑：siyuren）