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华星光电周星宇:新型固相晶化法制备多晶硅薄膜晶体管及其性能优

编辑:zhangyf2016-09-23 17:13 浏览评论 评论0 赞    来源: 互联网

  在2016中国平板显示学术大会的TFT器件及相关技术的分论坛上,深圳市华星光电技术有限公司工程师周星宇作了题为《新型固相晶化法制备多晶硅薄膜晶体管及其性能优化》的演讲报告。以下为演讲文字实录:

  固相晶化是有别于ELA的一种多晶硅化技术,指通过使固态下的非晶硅薄膜的硅原子被激活、充足,使非晶硅薄膜转化为多晶硅薄膜的晶化技术。但结晶过程时间较长,为了量产通常会将结晶温度升高。

  和传统的技术比,我们新型的固相晶化技术可以使最短的时间内成为多晶硅膜,我们的方法是可以在比较短的时间内使得薄膜完全结晶。

  这个技术的关键点是在TFT制成之前,与我们传统的制作是一样的,流程主要包括成晶,粒子的掺杂,然后是结晶,去掉掺杂,等等。在我们这个方法中有以下几个关键的制成对它的影响比较大,三个因素影响着结晶的比例和速率。因为牵涉到蚀刻,就有一个蚀刻均匀性的问题,以及最后离子掺杂的问题。华星自主开发的技术迁移率达到50%,在非金属诱导的结晶技术中,固相晶化的性能是最好的。IDW2015我们在国际上首次报道了这项新技术,目前已经申请了相关专利19篇,我们在不断的完善提高它。对于不断的完善首先第一步我们对这个SPC结晶工艺的改善,最主要是两方面的改善,其实我们还做了别的方面比较小的改善,第一是掺杂了改善的条件,我们以A和B的方式来改善,A是改善以前的,加入了一定的时间,结晶率不是很高,如果改善它的掺杂条件,在相同的结晶时间内,它的结晶率可以更高,并且我们可以认为它达到了完全结晶的状态,需要的时间就更少。第二个改善规模的整体条件,我们通过了反复的萃取,比如对比改善前后的条件,可以发现不光可以把完全结晶所需要的温度降下来,也可以把时间缩短,这两个都是很不容易的。目前的工艺也是可以在650摄氏度推广15分钟就可以完成完全结晶。

  改善结晶的工艺,降低了完全结晶所需要的温度和时间,它其实就是节省了成本,也保证了质量。从我们在改善之后,我们制作的这个情节接触比较好。漏电的降低主要归结于多晶硅薄膜内部缺陷的减少,是的载流子传输更为顺畅,也减少了漏电的路径。另一方面是可靠性的改善,薄膜结晶品质的提升,可以改善电信,而且一定程度上改善了可靠性。结晶质量改善的情况下,如果改善结晶工艺,它的薄膜结晶质量变好以后,它甚至可以改善到2.5伏,但是这个值还是很大,我们不是很满意。接下来就是怎么样提高我们方法的可靠性,我们发现其实这两种方法是不太一样的,我们又做了大量的工作改善它的可靠性。主要包括三个方面,GI沉积前我们做了一些改善,另外调节GI的沉积条件。这是改善以后的测试图,从数据看出我们关注的PPTS由改善前到改善后的2.5伏,优化以后可以达到一伏,另外是NBTS虽然不是很多,但也有一定的改善,这都在一伏以内,达到了比较好的可靠性。

  我们采用了顶发光的结构,2T1C电路驱动,NTFT作为开关TFT,PTFT作为OLED的驱动TFT。对于这项技术我们进一步的开发,既然做成了这样的技术,它与我们目前8.5代线的兼容性更好,这个技术我们是刚刚在研发之中,只是做出来一个电信,它的器件性能还不是很好,有待于进一步的优化。

  最后把OLED面板删除,我们得出的对比,我们的技术具有均匀性好,适用于大尺寸,可以制作CMOS,电性可靠性优良等优点。它的工艺可以更容易实现窄面框,未来将用在量产上,需要进一步的降低它的温度,优化器件的性能,使它成为一种高性能、低成本的技术。

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