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研究生： 金大為
Da-Wei Jin
論文名稱： 蔽蔭遮罩圖案化製作多晶矽薄膜電晶體
Fabrication of poly-Si TFT by Shadow mask patterning process
指導教授： 葉文昌
Wen-chang Yeh
口試委員: 黃鶯聲
Ying-sheng Huang
張勝良
Sheng-lyang Jang
莊敏宏
Miin-horng Juang
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電資學院 - 光電工程研究所
Graduate Institute of Electro-Optical Engineering
論文出版年： 2008
畢業學年度： 96
語文別： 中文
論文頁數： 55
中文關鍵詞： 準分子雷射退火 、多晶矽薄膜電晶體 、蔽蔭遮罩
外文關鍵詞： Excimer laser annealing, poly-silicon TFT, shadow mask
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    • 成功的利用濺鍍法，配合蔽蔭遮罩沉積薄膜暨圖案化的方式，製作多晶矽薄膜電晶體於玻璃基板上，所製作的TFT On/Off電流比為103，Mobility為10 cm2/V-S， Threshold voltage值為5 V， Subthreshold Swing值為1.73 V/decade。

    we have also successfully only used shadow mask to fabricate poly-silicon TFT on glass substrate. The On/Off current ratio of Id is 103, mobility is 10 cm2/V-S, threshold voltage (Vt) is 5 V and the subthreshold Swing (S) is 1.75 V/decade.

    第一章 序論 1-1 前言……………….……………………………. ﹝1﹞ 1-2 準分子雷射結晶………………………………… ﹝3﹞ 1-3 金氧半場效電晶體介紹………………………… ﹝5﹞ 1-4 粉末冶金學介紹…………………….…………. ﹝6﹞ 1-5 研究背景..………………………………………. ﹝6﹞ 1-6 論文流程…...…….……………………………… ﹝8﹞ 第二章 RF磁控濺鍍SiOX靶材沉積低溫半透光膜之開發 2-1 前言……………….……………………………. ﹝10﹞ 2-2 實驗方法………….…………………………….. ﹝10﹞ 2-2.1 SiOX靶材標準製作流程……………………….. ﹝10﹞ 2-2.2 濺鍍機台之設計與裝置概要…………………… ﹝13﹞ 2-2.3 基板製備與清洗………………………………… ﹝14﹞ 2-2.4 濺鍍半透光膜流程……………………………… ﹝15﹞ 2-2.5 半透光膜吸收係數量測………………………… ﹝16﹞ 2-2.6 濺鍍非晶矽膜流程……………………………… ﹝16﹞ 2-2.7 準分子雷射結晶流程…………………………… ﹝18﹞ 2-3 實驗結果…..…………………………………… ﹝19﹞ 2-3.1 靶材之矽比例對吸收係數之影響……………… ﹝19﹞ 2-3.2 沉積功率、溫度對半透光膜吸收係數之影響….. ﹝20﹞ 2-3.3 靶材燒結溫度對半透光膜吸收係數之影響…… ﹝22﹞ 2-3.4 半透光膜對矽膜雷射長晶之影響……………… ﹝23﹞ 2-4 結論…….……………………………………….. ﹝24﹞ 第三章 金屬遮罩製作多晶矽薄膜電晶體之開發 3-1 前言……….…….……………………………… ﹝26﹞ 3-2 實驗方法………..……………………………… ﹝27﹞ 3-2.1 金屬遮罩與薄膜電晶體元件之設計…………... ﹝27﹞ 3-2.2 玻璃基板備製…………………………………... ﹝28﹞ 3-2.3 濺鍍沉積二氧化矽緩衝層……………………… ﹝28﹞ 3-2.4 濺鍍沉積矽島與源極、汲極摻雜層極………... ﹝30﹞ 3-2.5 S/D摻雜層之準分子雷射活化………………… ﹝30﹞ 3-2.6 Overlap絕緣層、S/D電極、閘極絕緣膜與電極化 ﹝30﹞ 3-2.7 氫化改質步驟…………………………………… ﹝32﹞ 3-3 實驗結果…..…………………………………….. ﹝32﹞ 3-3.1 階梯覆蓋性對薄膜厚度之影響………………… ﹝32﹞ 3-3.2 矽島結晶與S/D摻雜層活化…………..………. ﹝33﹞ 3-3.3 金屬遮罩熱膨脹造成之對位問題……………… ﹝35﹞ 3-3.4 高溫爐氫化改質…………..……………………. ﹝36﹞ 3-3.5 元件量測…………..……………………………. ﹝37﹞ 3-4 結論..…………………………………………….. ﹝41﹞ 第四章 總結 ﹝42﹞ 參考文獻………………………………………………………. ﹝43﹞

    [1] M. Stewart, R. S. Howell, L. Pires, and M. K. Hatalis, “Poly-silicon TFT technology for active matrix OLED displays”, IEEE Electron Device Letters, Vol.48, pp.845-851 (2001).
    [2] S. D. Brotherton, J. R. Ayres, and M. J. Trainor, “Control and analysis of leakage currents in poly-Si thin-film transistors”, J. Appl. Phys., Vol.79, No.2, pp.895-897 (2006).
    [3] L. Xu and P. Grigoropoulos, “High-performance thin-silicon-film transistors fabricated by double laser crystallization”, J. Appl. Phys., Vol.99, 034508 1-5 (2006).
    [4] R. Mizuki, T. Matsuda, J. S. Nakamura, Y. Takagi, and J. Yoshida, “Large domains of continuous grain silicon on glass substrate for high-performance TFTs”, IEEE Electron Device Letters, Vol.51, pp.204-211 (2004).
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    [7] K. C. Smith, and A. S. Sedra, “Microelectronic circuits”, Fourth Edition, pp.356-367, Oxford University Press, Inc. (1998).
    [8] 蘇英源、郭金國編著，“粉末冶金學”，全華科技圖書股份有限公司，民國90年4月。
    [9] W. Yeh, C. Zhuang, and D. Ke, “Growth rate measurement of lateral grains in silicon film during Excimer laser annealing”, Jpn. J. Appl. Phys., Vol.46, No.25, pp.L611-L613 (2007).

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