The Improvement of Fabrication Process for a-Si:H TFT's Yield

TFT's have been intensively researched for possible electronic and display applications. Through tremendous engineering and scientific efforts, a-Si:H TFT fabrication process was greatly improved. In this paper, the reason on defects occurring at a-Si:H TFT fabrication process is analyzed and solved, so a-Si:H TFT's yield is increased and reliability is improved. The a-Si:H TFT of this paper is inverted staggered type TFT. The gate electrode is formed by patterning with length of $8{\mu}m{\sim}16{\mu}m$ and width of $80{\sim}200{\mu}m$ after depositing with gate electrode (Cr). We have fabricated a-SiN:H, conductor, etch-stopper and photo-resistor on gate electrode in sequence, respectively. We have deposited n+a-Si:H, NPR(Negative Photo Resister) layer after forming pattern of Cr gate electrode by etch-slower pattern. The NPR layer by inverting pattern of upper Sate electrode is patterned and the n+a-Si:H layer is etched by the NPR pattern. The NPR layer is removed. After Cr layer is deposited and patterned, the source-drain electrode is formed. The a-Si:H TFT made like this has problems at photo-lithography process caused by remains of PR. When sample is cleaned, this remains of PR makes thin chemical film on surface and damages device. Therefor, in order to improve this problem we added ashing process and cleaning process was enforced strictly. We can estimate that this method stabilizes fabrication process and makes to increase a-Si:H TFT's yield.

a-Si:H TFT의 수율 향상을 위한 공정 개선

본 연구는 기존의 방식으로 만든 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 제조공정에서 발생되는 결함에 대한 원인을 분석하고 해결함으로써 수율을 증대시키고 신뢰성을 개선하고자한다. 본 연구의 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 Inverted Staggered 형태로 게이트 전극이 하부에 있다. 실험 방법은 게이트전극, 절연층, 전도층, 에치스토퍼 및 포토레지스터층을 연속 증착한다. 스토퍼층을 게이트 전극의 패턴으로 남기고, 그 위에 n+a-Si:H층 및 NPR(Negative Photo Resister)을 형성시킨다. 상부 게이트 전극과 반대의 패턴으로 NPR층을 패터닝 하여 그것을 마스크로 상부 n+a-Si:H 층을 식각하고, 남아있는 NPR층을 제거한다. 그 위에 Cr층을 증착한 후 패터닝하여 소오스-드레인 전극을 위한 Cr층을 형성시켜 박막 트랜지스터를 제조한다. 이렇게 제조한 박막 트랜지스터에서 생기는 문제는 주로 광식각공정시 PR의 잔존이나 세척시 얇은 화학막이 표면에 남거나 생겨서 발생되며, 이는 소자를 파괴시키는 주된 원인이 된다. 그러므로 이를 개선하기 위하여 ashing이나 세척공정을 보다 엄격하게 수행하였다. 이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의 세척과 여분의 처리 공정을 가하여 수율을 확실히 개선 할 수 있었다.