薄膜晶体管原理及应用显示与图像传感器件底层单元( 二 ) _经验知识

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LTPS制造过程是在a-Si层上进行激光照射以使a-Si结晶（图：百度百科）

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LTPS大大减少了元器件数量。可靠性增强、故障率降低（图：百度百科）
根据LTPS的制作方式可以分为CMOS和 PMOS技术。? CMOS：驱动部分电路为n–MOS和p–MOS构成, 无外部IC但一般需要9次Mask 。
? PMOS：驱动部分电路为p–MOS构成需部分IC, 一般需要5次Mask 。与 CMOS技术相比 , PMOS结构更为简单 , 只集成部分周边电路 , 工程理论上可以简化到 a-Si的水平。虽然LTPS的 Mask数量理论上为 5-9次。
LTPS 工艺流程

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脱氢时为了减少在晶化过程时因为H 含量过多, 而多晶硅表面粗糙度、颗粒大小及质量下降。一般要求制作LTPS 层前的a-Si 层含H 量要小于2% 。一般PECVD 含有10-15%的H 。主要的脱H方式为：
? 批处理(Batch)：在430℃下, N2 环境中进行1Hour 热处理方式将H 含量降到2%以下。
? 准分子激光发：先照射100W 以下的准分子激光, 去除薄膜内氢气, 期后再增加激光能量, 使薄膜结晶。该方式不需要加热, 但是会降低准分子激光设备的利用率。
LTPS 晶化有4 种形式(Table I2) ：
? 固相晶化法(SPC：Solid Phase Crystallization), 如LG Display E2 。
? 金属诱导横向晶化法(MIC/MILC：Metal Induced(Lateral) Crystallization) 。
? 准分子激光退火法(ELA：Excimer Laser Annealing), 如BOE B2、AUO L3D 和L4B、LG DisplayE3 和Samsung Display A1-A4 。
? 循序性横向晶化(SLS：Sequential Lateral Solidification) 。
现有的LTPS 工艺为LDD(Light Doped Drains)方式, 即在硅结晶后对沟道进行轻掺杂。即需要对沟道进行掺杂和离子注入。
在离子注入到薄膜内部后会对薄膜的晶格结构产生破坏, 使得薄膜内部呈现非导电性质。
则为了恢复完整的晶格与降低面电阻, 需要进行激活处理以修复基板的应力和缺陷。

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LTPS 晶化方式

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离子注入

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离子激活
Basics of LTPS-ELA Equipment
ELA 为现有主流LTPS 制作工艺, 并逐渐被各大生产厂商所采用。采用ELA 方式制作LTPS 的TFT时, 必须使用ELA 激光结晶炉(MILC 则需要MILC 金属诱导结晶炉) 。
LTPS: ELA 工艺的时长(Tack Time)除去技术挑战外还取决于ELA 工艺的时间。ELA 工艺的时间与激光光源的长度有一定的关系。
据AIOT大数据了解。还有一种另类LTPS TFT 。CGS（CG-silicon）连续粒状结晶硅屏幕技术是属于LTPS的一个变种（夏普官方原文”CG-silicon is a variant of the LTPS process using laser annealing to get larger domains”）。它的载流子移动速度是LTPS（Low Temperature Poly-silicon 。低温多晶硅）技术的3倍。是普通a-Si（非晶硅）技术的600倍。可以实现更高的开口率。在同样的背光亮度条件下。屏幕亮度更高。而在屏幕亮度不变的情况下。能够使用更低亮度的背光以节约电量。此外它更轻薄。耐冲撞及扭曲。
HTPS TFT（高温多晶硅）
HTPS是High Temperature Poly-Silicon的缩写。翻译成中文是”高温多晶硅”的意思。一般俗称高温玻璃。它是LCD显示家族中的一支。属于主动点矩阵式LCD（AcTIve Matrix LCD）。因此。HTPS也是TFT（Thin Film Transistor；薄膜晶体管）的一种。
HTPS LCD为多晶硅TFT LCD的制程技术之一。之所以被称为高温玻璃。是因为在面板的制造过程中。有一道Laser Anneal（雷射退火）制程。它的温度超过摄氏1000度。在多晶硅制程发展初期。为要将玻璃基板之非晶硅结构转变成多晶硅结构。必须以摄氏1000度以上的高温氧化技术。才能将非晶硅结构特性转化为多晶硅结构。由于普通玻璃无法如此高温处理。只有石英玻璃才能如此处理。其价格较为昂贵且尺寸皆较小。故于多晶硅制程发展初期。厂商基于成本考虑。多走非晶硅路线。
此外。另有一种同属于TFT LCD的LTPS LCD（Low Temperature Poly-Silicon；低温多晶硅）。LTPS LCD之所以称为低温。是由于其制程温度没有那么高。仅约摄氏500～600度之间。且依各个制造商的制程而稍有差异。低温多晶硅制程是利用准分子雷射作为热源。雷射光经过投射系统后。会产生能量均匀分布的激光束。投射于非晶硅结构的玻璃基板上。当非晶硅结构玻璃基板吸收准分子雷射的能量后。会转变成为多晶硅结构。因整个处理过程都是在摄氏600度以下完成。所以一般玻璃基板皆可适用。低温多晶硅技术主要特点在于改变液晶构造以提升传统非晶硅液晶技术性能及降低制造成本。由于LTPS技术可提升电子迁移率达200（cm2/V-sec）。有利于TFT组件小型化。并提高面板开口率。使得显示亮度增加、降低耗电率。此外。低温制程有利于使用玻璃基板。而可大幅降低生产成本。HTPS与LTPS其主要用途并不相同。