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研究生:金大為
研究生(外文):Da-Wei Jin
論文名稱:蔽蔭遮罩圖案化製作多晶矽薄膜電晶體
論文名稱(外文):Fabrication of poly-Si TFT by Shadow mask patterning process
指導教授:葉文昌葉文昌引用關係
指導教授(外文):Wen-chang Yeh
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:光電工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
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 annealingpoly-silicon TFTshadow 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).
[5] J. S. Im and H. J. Kim, “Phase transformation mechanisms involved in Excimer laser crystallization of amorphous silicon films”, Appl. Phys. Lett., Vol.63, No.14, pp.1969-1971 (1993).
[6] Y. Takemura and O. Kanagawa, “Method of fabricating a TFT”, United States Patent, Vol.437, pp.40-44 (1995).
[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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