引言注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。
1
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名：陈飞日期：2006 年1 月16日
关于论文使用授权的说明
本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）
签名：陈飞导师签名：祁康成
日期：2006 年1月16日
摘要
摘要
多晶硅薄膜晶体管（p-Si TFT）液晶显示器可以实现高分辨率、高集成度、同时有效降低显示器的功耗，因而成为目前平板显示领域主要研究方向；而以横向晶化多晶硅为有源层的TFT由于在导电方向有更少的晶界、更低的金属杂质污染、更高的载流子迁移率而成为目前有源矩阵液晶显示领域、投影显示、OLED显示等领域研究的热点。 多晶硅薄膜晶粒间界存在大量的悬挂键与缺陷，形成高密度陷阱. 晶粒间的杂质电离产生的载流子首先被陷阱浮获，减少了参与导电的自由载流子的数目.陷阱在浮获载流子之前是电中性的，但是在俘获载流子之后就带电了，在其周围形成一个多子势区，阻挡载流子从一个晶粒向另一个晶粒运动，导致载流子迁移率下降，导致TFT的电学性能下降。而通过氢化可以大大降低多晶硅薄膜晶粒边界中的悬挂键和界面陷阱，从而显著提高TFT的场效应迁移率和开态电流，减少关态电流，提高TFT的电学性能。
常规的氢化工艺是在TFT全部完成后再进行氢化处理的。那样不仅氢化时间很长而且氢离子需要穿过多层薄膜（钝化层、栅氧化层、源漏极电极接触区）才能够进入沟道层，这样就需要氢化设备提供大的功率密度，从而使得设备成本增加。本实验在沉积栅氧化层后立即用PECVD进行多晶硅的氢化处理。这样使得实验参数易于控制。并且在后面工艺中没有高温工艺，这样就使得氢化后进入多晶硅的氢不会因为高温而逸出。FANPN
石墨柱在利用PECVD设备进行等离子氢化的实验中，氢化参数决定了最终的氢化效果。主要的氢化参数有射频功率、氢气流量、样品温度、处理时间。本文的工作宗旨在研究探索PECVD方法中氢化参数对氢化效果的影响，制备出性能优良的TFT。本实验通过系统的改变氢化参数，氢化出一些列的TFT。对各种条件下氢化的TFT 进行测量其阈值电压和开关比。并对其实验数据和现象进行分析和讨论，比较系统的总结了主要氢化参数对TFT电学性能的影响作用。实验最后，通过对氢化参数的优化选择，获得较佳的工艺条件，并在此工艺条件下制备出性能优良的TFT。
关键词：多晶硅，TFT，氢化，PECVD
I
ABSTRACT
ABSTRACT
Poly-crystallization silicon thin film transistor (p-Si TFT) addressing liquid
中药煎药器crystal display has been currently the research and development focus in the field of flat
panel displays, as it is most feasible approach to high resolution, high integration and
low power consumption as a result of its high aperture ration. There are less number
interface of the crystal grain，lower metal impurity and higher mobility in the electric
current director, the MILC P-Si TFT has been the research focus in the fields of AMLCD, projection display, OLED etc.
There are vast dangling bonds and bug. they form high-density trap. Carrier will
be capture by trap, the number of electric carrier will decrease. The trap hold back
carrier to move from crystal to other crystal. It influences the electrical properties of444gggg
电烤箱温度控制系统TFT. We can lessen the dangling bonds and bug in order to improve the Ion/I of f、V th by hydrogenation.
In general, hydrogenation is prepared after completing of TFT, in this way, we
need more radio frequency power and time, so the cost of hydrogenation will raise. In
this experiment, we prepare hydrogenation by PECVD after deposition of silicon nitride
thin film for gate insulator of TFT. In this way, parameters are prone to control, and hydrogenation ion will not escape without high temperature.
In the process of hydrogenation by PECVD. Hydrogenation parameters strongly
influence the properties of hydrogenation. The key hydrogenation parameters are radio frequency power, reactant gas ration, temperature, time. The motive of this paper is to investigate the relationship between hydrogenation parameters and its properties in
order to prepare excellent TFT. We prepare some TFT and test their I on/I of f、V th. By analyzing the data and phenomena of experimentation,The influence of Hydroge-
nation parameters on the electrical properties of TFT is systematically discussed. At
last ,TFT with excellent electrical properties is prepared under the relatively optimum parameters.
Keyword: Poly-crystallization silicon, TFT, hydrogenation, PECVD
II
目录
目录
第一章引言 (1)
1.1 课题研究背景 (1)
1.2 多晶硅TFT的应用前景 (3)
1.2.1有源矩阵液晶显示技术 (3)
1.2.1.1 二端子元件 (4)
1.2.1.2 三端子元件 (5)
1.2.2有源矩阵有机电致发光显示（OLED） (7)
1.2.2.1 OLED无源矩阵(Passive Matrix-PM)驱动方式 (9)
1.2.2.2 OLED有源矩阵(Active Matrix-AM)驱动方式 (9)
1.3课题研究意义及研究目的 (12)
1.4本论文的主要工作内容及其意义 (14)
第二章TFT有源层的制备方法 (16)
2.1等离子体增强化学反应气相沉积（PECVD） (16)
2.2低压化学气相沉积（LPCVD） (17)
2.3固相晶化(SPC) (17)
2.4准分子激光晶化(ELA) (18)
2.5快速热退火（RTA） (19)
2.6金属横向诱导（MILC） (20)
第三章氢化处理对TFT电学性能改进的分析 (22)
3.1 TFT的工作原理 (22)
3.1.1 TFT的结构 (22)
3.1.2 正平面TFT的制造工序 (22)
3.1.3 TFT的工作原理 (24)
3.2 TFT有源层的性能要求 (25)
3.3 TFT的氢化处理 (26)
3.4 氢化处理的机理 (26)
第四章TFT氢化处理的实验方法 (31)
4.1 TFT的制备 (31)
4.1.1 PECVD设备及其操作 (31)
4.1.2薄膜厚度的测量 (33)
4.1.3 样品的清洗 (34)
4.1.3.1 工业标准湿法清洗工艺 (34)
4.1.3.2 TFT制程中的清洗工艺 (35)
4.1.4 非晶硅的制备 (36)悬空板
4.1.5 有源层沟道的制备 (37)
4.1.6 栅绝缘层的制备 (41)
III
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议