非晶硅薄膜晶體管PECVD成膜工藝的優(yōu)化研究.pdf

1、隨著平板顯示技術(shù)的快速發(fā)展，高分辨率和低功耗成為了新的技術(shù)趨勢(shì)，這與工藝參數(shù)、面板材料、功耗設(shè)計(jì)等有著極大的關(guān)系。非晶硅(a-Si)薄膜作為薄膜晶體管(TFT)的有源層，其良好的性能對(duì)TFT的電學(xué)特性起到了非常重要的作用。高性能的a-Si TFT是整個(gè)有源驅(qū)動(dòng)液晶顯示器(AMLCD)的基礎(chǔ)。
　　本文從實(shí)驗(yàn)以及理論方面入手，對(duì)非晶硅薄膜及器件的工藝進(jìn)行了比較深入的研究。我們采用等離子體增強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積(PECVD)設(shè)備制備了非晶

2、硅薄膜及相關(guān)TFT器件，并在此基礎(chǔ)上對(duì)工藝參數(shù)和器件特性之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。首先，研究了柵絕緣層工藝參數(shù)對(duì)器件的影響，通過改變柵絕緣層氣體配比，我們發(fā)現(xiàn)隨著NH3及N2單位氣體配比的增加，a-Si TFT的電學(xué)特性得到大幅的提升,研究得出氣體配比為SiH4:NH3:N2=1:2:30時(shí)，TFT器件電學(xué)特性最佳；且柵絕緣層適當(dāng)?shù)臏p少膜厚，有利提升TFT電學(xué)特性。其次，我們研究了有源層的工藝參數(shù)對(duì)器件的影響，研究表明溝道層a-Si膜厚的變

3、化對(duì)TFT電學(xué)特性的影響，找出了溝道內(nèi)最佳的a-Si蝕刻剩余厚度，a-Si蝕刻厚度約為鍍膜厚度的50％時(shí)，TFT器件電學(xué)特性最佳；并且研究了a-Si氣體配比中H含量的適當(dāng)增加有利于TFT電學(xué)特性，最佳氣體配比為SiH4:H2=1:4.5。再次，研究了柵絕緣層與有源層界面及背溝道界面的氣體等離子體修飾，發(fā)現(xiàn)H2等離子體處理對(duì)電學(xué)特性有提升。最后，通過研究發(fā)現(xiàn)了不同的退火溫度對(duì)TFT的電學(xué)特性具有顯著影響，退火溫度為350℃時(shí)，TFT電學(xué)特