简述采用5次光刻的多晶硅薄膜晶体管的工艺流程的难点与特点。

题目

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第1题：

薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）所用的半导体材料中，目前使用最广泛、发展最成熟的是（）。

A、非晶硅
B、单晶硅
C、多晶硅

正确答案:A

第2题：

简述多晶硅薄膜晶体管驱动OLED的优点。

正确答案:优点：1）具有较高的载流子迁移率；
2）多晶硅TFT阈值电压漂移也要比非晶硅大大减小，稳定性高，更适合作为AMOLED显示的驱动器件；
3）由于迁移率高，还可以减小TFT器件的尺寸，可以保证一样的开态电流，但像素开口率提高；
4）容易制作出n沟道和p沟道的TFT器件，实现周边驱动的CMOS集成电路。

第3题：

简述采用8次光刻的多晶硅薄膜晶体管的工艺流程与非晶硅薄膜晶体管的不同。

正确答案:8次光刻的多晶硅薄膜晶体管增加了CMOS驱动电路部分由p沟道TFT和n沟道TFT的制作工艺。工艺流程：
栅极→有源岛→n^-区和n⁺区掺杂→p⁺区掺杂→过孔→源漏电极→钝化层→ITO像素电极
5次光刻的非晶硅薄膜晶体管的工艺流程：
栅极→a-Si：H有源岛→源漏电极、n⁺a-Si沟道切断→SiN_x保护膜、过孔→ITO像素电极

第4题：

简述低温多晶硅薄膜晶体管组成的CMOS驱动电路的优点。

正确答案:组成的CMOS驱动电路的优点：
1）利用自对准工艺，寄生电容降到最低，响应速度很快；
2）较高的迁移率以及沟道长度的微细化，有利于进一步提高响应速度；
3）在周边驱动的CMOS电路中，利用p-Si TFT高开态电流和高迁移率特性，不受关态泄漏电流的影响，使得p-Si TFT非常适合制作周边驱动电路；
4）沟道长度微细化后，TFT尺寸缩小，周边驱动电路的面积缩小，非常适合高精度、高清晰的显示；
5）在考虑漏极的耐压极限后，常规的p-Si TFT的沟道长度设计为4μm。采用LDD结构后，耐压能力提高，沟道长度可以设计到1.5～2μm。

第5题：

简述低温多晶硅技术的挑战。

正确答案:1）存在小尺寸效应；
2）关态电流大；
3）低温大面积制作困难；
4）设计和研发成本高。

第6题：

简述光刻工艺流程。

正确答案:涂光刻胶→前烘→曝光→显影→坚膜→刻蚀→剥离去膜→清洗

第7题：

简述低温多晶硅薄膜晶体管特点。

正确答案:1）高迁移率；
2）容易p型和n型掺杂；
3）自对准结构；
4）抗光干扰能力强；
5）抗电磁干扰能力强。

第8题：

简述采用9次光刻的多晶硅薄膜晶体管的工艺流程技术关键。

正确答案:1）第一次光刻有源岛；
2）第二次光刻栅极；
3）第三次光刻n^-区和n⁺区掺杂；
4）第四次光刻p⁺区掺杂；
5）第五次光刻过孔及第六次光刻源漏电极；
6）第七次光刻金属M₃层和第八次光刻过孔
7）第九次光刻像素电极。
技术关键是第三次光刻采用SiN_x等材料作为沟道保护层，而在顶栅结构中用栅极图形自对准掩膜部分阻挡掺杂。首先利用涂胶曝光显影后形成光刻胶的图形。光刻胶的图形覆盖n沟道TFT的沟道区域和L_os区、驱动部分p沟道TFT的有源岛区域。用磷烷（PH₃）通过离子掺杂（或离子注入）掺入磷P，除光刻胶覆盖区域外形成了磷掺杂区域，掺杂浓度为10¹⁷~10¹⁸cm^-3，为轻掺杂的电子导电的n^-区。去胶后用栅极做掩膜，再进行磷掺杂。有源岛的L_os区域轻掺杂了磷，而有源岛的源区和漏区第二次掺杂磷后，形成重掺杂区，掺杂浓度变为10²⁰~10²¹cm^-3。有源岛形成了三种状态，重掺杂的电子导电区n⁺区、部分轻掺杂的n^-区和未掺杂的多晶硅沟道区。轻掺杂的n^-区主要用于形成LDD结构的L_os区。重掺杂的n⁺区主要用于作n沟道TFT的源区和漏区。

第9题：

简述4次光刻的工艺流程。

正确答案:栅极→a-Si：H有源岛、源漏电极、n⁺a-Si沟道切断→SiN_x保护膜、过孔→ITO像素电极

第10题：

简述非晶硅薄膜晶体管的工作原理。

正确答案:当栅极上不加电压或加负电压时，在源到漏之间沟道没有形成，TFT处于关态。当栅极施加正电压到足够大，在绝缘层与a-Si：H层的界面附近，非晶硅半导体一侧感应出等量异号的负电荷形成电子的积累，形成导电沟道。当施加漏源加电压时就会有电流从沟道流动。

简述采用5次光刻的多晶硅薄膜晶体管的工艺流程的难点与特点。

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