【摘要】：為了適應LTPS TFT LCD顯示屏超高分辨率極細布線的趨勢,降低LTPS TFT層間絕緣層過孔刻蝕帶來的良率損失,提高產(chǎn)品品質(zhì),本文研究了LTPS TFT層間絕緣層過孔刻蝕的工藝優(yōu)化。實驗以干法刻蝕為主刻蝕,濕法刻蝕為輔刻蝕的方式,既結(jié)合干法刻蝕對側(cè)壁剖面角及刻蝕線寬的精確控制能力,又利用了濕法刻蝕高刻蝕選擇比的優(yōu)良特性,改善了層間絕緣層刻蝕形貌,減少干法刻蝕對器件有源層的損傷,避免有源層被氧化,防止刻蝕副產(chǎn)物污染開孔表面。實驗結(jié)果表明,干法輔助濕法刻蝕能基本解決刻蝕過程中過刻、殘留的問題,使得層間絕緣層過孔不良良率損失減少73%以上,且TFT源漏電極接觸電阻減小約90%,器件開態(tài)電流提升約15%。干法輔助濕法刻蝕是一種優(yōu)化刻蝕工藝,提升產(chǎn)品性能的新方法。
【圖文】：

在實驗基板上依次形成緩沖層（Ｂｕｆｆｅｒ），有源層多晶硅（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ），柵極絕緣層（ＧＩ），柵極層（Ｍ１），層間絕緣層（ＩＬＤ），源漏電極層（Ｍ２）。圖１ＴＦＴ器件結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．１ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆＴＦＴｄｅｖｉｃｅ多晶硅薄膜的制備使用ＵＬＶＡＣＳＭＤ－１５００ＸＰＥ等離子體增強化學氣相沉積法（ＰｌａｓｍａＥｎｈａｎｃｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＰＥＣＶＤ）在玻璃基底上沉積ａ－Ｓｉ，，厚度為４５ｎｍ再通過ＪＳＷＬＡ７５０－Ｎ１－Ｍ０．Ｏ０準分子激光晶化（ＥｘｃｉｍｅｒＬａｓｅｒＡｎｎｅａｌ，ＥＬＡ）獲得ｐｏｌｙ－Ｓｉ。再將上述玻璃進行離子摻雜形成源漏摻雜區(qū)。柵極絕緣層的制備使用ＰＥＣＶＤ沉積氧化硅，厚度為６０ｎｍ。柵極層使用使用ＵＬＶＡＣＣＭＤ－１５００ＨＴ等離子輔助物理氣相沉積法（ＰｌａｓｍａｓＡｓｓｉｓｔｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉ－ｔｉｏｎ，ＰＡＰＶＤ）沉積一層金屬Ｍｏ。層間絕緣層的制備使用ＰＥＣＶＤ法沉積氧化硅與氮化硅兩層結(jié)構(gòu)，厚度分別為３００ｎｍ／３００ｎｍ。層間絕緣層的刻蝕過程采用兩步刻蝕法，即干法刻蝕為主，濕法刻蝕為輔。第一步采用ＴＥＬ１５００電感耦合等離子體刻蝕機臺（Ｉｎｄｕｃ－ｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａ，ＩＣＰ）進行干法刻蝕。關(guān)于ＩＣＰ機臺進行干法刻蝕硅的氮氧化物的主要原理包括化學刻蝕與物理刻蝕。干法刻蝕完成主要部分層間絕緣層的刻蝕，其中包括ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ膜厚分別為３００ｎｍ、３００ｎｍ�？涛g腔體

Ｗ，設(shè)備下部電極、反應腔壁和頂部溫度分別為０℃、９０℃、２０℃。第二步濕法刻蝕采用氫氟酸系緩沖刻蝕液（ＢＨＦ）刻蝕剩余的氧化硅膜層。ＢＨＦ刻蝕液是ＮＨ４Ｆ和ＨＦ的水溶液、主要用于溶解洗凈加工基板表面的ＳｉＯｘ，其生成的不純物是（ＮＨ４）２ＳｉＦ６。主要濕法刻蝕反應方程式為：ＳｉＯｘ＋６ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ，（１）Ｈ２ＳｉＦ６＋２ＮＨ４Ｆ→（ＮＨ４）２ＳｉＦ６↓＋２ＨＦ．（２）圖２干法濕法結(jié)合過孔刻蝕示意圖Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｖｉａｅｔｃｈｉｎｇｂｙｄｒｙａｓ－ｓｉｓｔｔｅｄｗｉｔｈｗｅｔｅｔｃｈｉｎｇ刻蝕完成后，使用ＰＡＰＶＤ法進行源漏電極層的沉積、圖形化與退火，源漏電極層采用Ｔｉ－Ａｌ－Ｔｉ三層結(jié)構(gòu)，用以將器件的源漏電極信號引出作為電信號的輸入與輸出。２．２實驗測試與表征分析采用日立ＳＵ－８０００冷場發(fā)射型掃描電子顯微鏡（ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ＳＥＭ）對過孔刻蝕形貌進行表征；采用ＡｇｉｌｅｎｔＢ１５００Ａ半導體分析儀對樣品進行電學性能的測試。采用ＴＨＥＲＭＯＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣＥＳＣＡＬＡＢ２５０型Ｘ射線光電子能譜儀（Ｘ－ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓ－ｃｏｐｙ，ＸＰＳ）分析刻蝕后有源層的化學成分。（ａ）干法刻蝕（刻蝕殘留）（ａ）Ｄｒｙｅｔｃｈｉｎｇ（Ｅｔｃｈｉｎｇｒｅｓｉｄｕａｌ）３實驗結(jié)果與討論３．１層間絕緣層過孔刻蝕ＳＥＭ形貌表征與分析我們在過孔處進行
【作者單位】： 福州大學物理與信息工程學院;廈門天馬微電子有限公司;
【基金】：國家863重大專項(No.2013AA030601) 福建省科技重大專項(No.2014HZ0003-1) 福建省自然科學基金(No.2014J01236)~~
【分類號】：TN305.7

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本文編號：2526992