薄膜晶体管原理及应用显示与图像传感器件底层单元( 七 ) _经验知识

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普通TFT驱动器件加工流程
背沟道刻蚀结构a-Si:H TFT（有4次光刻法和5次光刻法。5次光刻法被广泛应用于2代以上的生产线。在此我们主要介绍5次光刻法）

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第一次光刻栅极
第一次光刻栅线的金属材料一般有复层材料铝钕和钼（AlNd/Mo）。铝钕和掺氮钼（AlNd/MoNx）等。要求有较好的热稳定性。物理、化学稳定性。为减小栅信号延迟电阻率要足够低。为增大开口率栅极。宽度越窄越好。
工艺流程是：溅射前清洗——溅射——涂胶——曝光——显影——显影后检查——湿法刻蚀——刻蚀后检查——去胶——O/S检查。其中O/S是Open和Short的缩写。为断路和短路。经过光刻刻蚀后形成完好的第一次光刻的图形。断面必须刻蚀出具有一定角度的坡度角。否则容易出现跨断。

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第二次光刻有源岛
第二次光刻形成a-Si:H有源岛。形成薄膜晶体管的有源层和偶木接触层。在栅极的上面形状像一个小岛。工艺流程:成膜前清洗——3层CVD(SiNx , a-Si:H , n+ a-Si)——3层后清洗——涂胶——曝光——显影——干法刻蚀——刻蚀后检查——去胶。
在a-Si:H有源岛形成前。先后连续沉积SiNx 、a-Si:H、 n+ a-Si 3种薄膜。SiNx是氮化硅薄膜。作为绝缘层；a-Si:H 是氢化非晶硅薄膜。作为半导体层；n+ a-Si 是掺杂了磷的非晶硅薄膜。作为欧姆接触层。用于降低源漏电极与半导体层之间的接触电阻。这3层膜是在等离子化学气相沉积设备中连续成膜的。可以形成良好的层间接触。降低界面态密度。

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第三次光刻源漏电极（SD）
2代线以上, 电极采用的材料一般都是复层材料Mo/Al/Mo、Mo/AlNd/Mo、MoNx/AlNi/ MoNx等。工艺流程是：溅射前清洗——Mo/Al/Mo溅射——Mo/Al/Mo后清洗——涂胶——曝光——显影——显影后检查——Mo/Al/Mo湿刻——刻蚀后检查——n+切断PE刻刻?——刻蚀后检查——去胶。
下层Mo的作用—–Al直接与a-Si接触很容易向a-Si扩散。使漏电级增大。影响TFT的关态特性。所以在Al层下面要增加一层Mo 。
上层Mo的作用—–Al容易产生小丘。表面粗糙度不好。且Al与上面层ITO直接接触。容易还原ITO材料。降低ITO的电阻率。引起接触不良。因此要在Al的上面增加一层Mo 。

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第四次钝化层及过孔
钝化层（Passivition）。其材料一般是氮化硅SiNx 。表示为P-SiNx ,起保护薄膜晶体管、信号线和栅线的作用。工艺流程是：P-SiNx前清洗——P-SiNxCVD——涂胶——曝光——显影——显影后检查——P-SiNxPE干法刻蚀——刻蚀后检查——去胶。
过孔是把引线和需要连接的部分刻蚀出来。第四次光刻是工艺的难点。要求刻蚀时间不可太长也不可太短。很多工业都采用干法刻蚀来形成钝化层及过孔的图形。

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第五次光刻形成像素电极
采用的材料是氧化铟锡（ITO）。
工艺流程是: 溅射前清洗——ITO溅射——ITO后清洗——涂胶——曝光——显影——显影后检查——ITO湿刻——刻蚀后检查——去胶——退火——阵列终检——激光修复。

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这次光刻形成的ITO有3个作用：
1）TFT处ITO 。用作像素电极。与彩膜基板上的共用电极一起形成液晶像素的上下电极。控制液晶分子的旋转实现显示。
2）是存储电容上的ITO为存储电容的另一个电极。与第一次光刻的金属电极一起形成了存储电容的上下电极。两电极之间的介质层为绝缘层和钝化层。
3）外引线处的ITO为栅线和信号线金属的保护层。为防止金属电极直接暴露在大气下氧化。在外引线暴露金属电极的部分覆盖上ITO起到保护的作用。
附：TFT-LCD的驱动原理
【薄膜晶体管原理及应用显示与图像传感器件底层单元】