低溫多晶矽型TFT

元件結構和製程

LTPS TFT的製作過程：共需要9道掩膜。

第一道掩膜：定義出元件主動區。

第二道掩膜：實行離子注入，以調整N型或P型TFT的截止電壓

第三道掩膜：定義出柵極。

第四道掩膜：禁止NLDD以及P型TFT的區域，實行離子注入以形成N型TFT的N源/漏極區域，實行離子注入以形成N型TFT的NLDD區域

第五道掩膜：遮蔽N型TFT的區域，實行離子注入以形成P型TFT的P源/漏極區域。

第六道掩膜：形成接觸孔。

第七道掩膜：形成漏/源電極。

第八道掩膜：定義出保護絕緣層的接觸孔。

第九道掩膜：定義像素電極形狀。

柵極與半導體層的位置關係

LTPS TFT 的柵極是位於半導體層上方，是所謂的top gate 的結構；而非晶矽型TFT的柵極是位於半導體層下方，是所謂的BOTTOM GATE的結構。這種結構上的不同，使得LTPS TFT 在TFT LCD中套用時，具有以下幾點優勢。

溝道串聯電阻低

非晶矽性TFT的溝道與源/漏極位於半導體層的兩邊，而且有較大的串聯電阻，降低TFT 的導電性；而LTPS TFT的溝道，基本上則可直接與源/漏極相連。但是對N型LTPS TFT 而言，為了減小因為漏極電場太大而產生的漏電流，會在溝道與源/漏極之間，插入LDD區域，來降低漏極電場。

柵極絕緣膜厚度小

按製程順序，後形成的薄膜必須良好的覆蓋先形成薄膜形狀的高低台階差。就非晶矽性TFT而言，柵極絕緣膜必須覆蓋柵極金屬層，為了掃面線信號延遲的考慮，殺機金屬層必須有一定的厚度，是掃描線上的亞像素等效電阻不至於太大，而柵極絕緣膜一般需要比被覆蓋的柵極金屬層厚度更大，才能完全覆蓋柵極金屬層，一面常見的短路缺陷的發生；非晶矽性TFT柵極金屬層和柵極絕緣膜厚度，一般值各約為200nm與360nm。另一方面，就LTPS TFT 而言柵極絕緣膜只需要覆蓋半導體層即可，由於半導體層並不用來作為導線使用，厚度不需要太大，LTPS TFT的半導體層和柵極絕緣膜厚度的一般值各約為50n與100nm。

柵極金屬層厚度大

非晶矽型TFT的柵極絕緣膜必須覆蓋柵極金屬層，因此必須考慮兩者厚度的取捨，若要增減柵極金屬層的厚度，一方面固然可以降低掃描線信號延遲的效應，但也使得柵極絕緣膜的厚度要增加，而使得儲存電容的遮光面積變大；相反的，在LTPS TFT 中柵極金屬層的厚度卻不受到柵極絕緣膜的限制，故而採用較大的厚度可降低電阻和信號延遲效應。

柵極與源/漏極吳重疊

非晶矽型TFT 的柵極與源/漏極之間，需要有重疊的區域；但就LTPS TFT 而言，是以離子注入自動對準來形成源/漏極，因此在柵極與源/漏極之間所產生的寄生電容，會比非晶矽型TFT小很多，大幅降低了掃描線電容耦合效應。

雷射退火

所謂的“低溫”多晶矽，是指整個TFT的製程溫度都低於玻璃基板可以承受的溫度，一般都在450℃以下，這種溫度製程之下沉積的矽薄膜，只能形成結構散亂而充滿缺陷的非晶矽，如果想要形成多晶矽薄膜，便須要利用雷射退火的製程。在這個步驟中使用雷射的波長，要選擇在其能量被非晶矽薄膜所吸收，而又不會被作為玻璃基板的二氧化矽所吸收的特定波長，因此可以在低溫下，不破壞玻璃基板而將非晶矽薄膜轉變成多晶矽薄膜。