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作者：

王全新

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摘要：

摘要:本文研究了离子注入能量对低温多晶硅晶体管(LTPS-TFT)关态电流的影响,优化了离子注入工艺参数;研究了退火工艺对LTPS-TFT器件性能的影响,取得以下成果:1.本文制备了基于Si02栅绝缘层的LTPS-TFT,针对LTPS-TFT的重要特性关态电流作了重点研究。通过调整离子注入工艺的参数一注入能量和RF Power,分析了它们对关态电流的影响。实验发现,掺杂浓度是1.6E15cm-2, RF Power从35W升高至55W时,关态电流10ff升高10pA;当RF Power增加到75W时,关态电流继续升高,但幅度较小。2.本文按照LTPS-TFT array的标准工艺制作了完整的LTPS-TFT基板,完成了去氢退火与后氢化退火对LTPS-TFT性能的研究。结果表明:(1)通过缩短非晶硅退火的时间,在不引起氢爆的前提下,可以减少氢逸出,在后氢化退火时,可以起到氢化的作用,与正常条件比较,Ion升高约20μA, Mobility提升10cm2/V.s, Vth正偏1V,电流开关比提升一个量级,达到10^6。(2)在激光准分子退火(ELA)之后沉积SiNx薄膜,400℃退火没有达到提升TFT器件性能的目的,测得TFT特性参数与正常条件基本一致。目前不能排除SiNx薄膜中的H是否扩散到多晶硅中,并且起到修复缺陷态的作用。Si02栅绝缘层的沉积温度为350℃,Si-H键有可能断裂,达不到修补悬挂键的作用。(3)后氢化退火对TFT的特性有很大影响。当退火温度低于450℃时,温度越高,TFT特性越好。450℃退火对载流子迁移率、阈值电压、亚阈值摆幅,开态电流影响很大,与不做后氢化退火的TFT相比,Mobility提升23cm2/V.S,Ion提升50μA,Vth正偏2V,S.S减小0.3V/dec,并且得到后氢化退火的工艺窗口应在450℃左右。

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关键词：

LTPS-TFT 离子注入 退火