《array制程及设备介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《array制程及设备介绍（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 Array制程及设备介绍制程及设备介绍 分辨率分辨率 屏幕对角线方向每英寸所拥有的像素点（Pixel）数目 几个概念 Retina PPI（ Pixels per inch） M列列 N行行 分辨率分辨率MN 5.5英寸英寸FHD(1920*1080)的手机屏是不是的手机屏是不是Retina屏幕？屏幕？ (19202+10802)1/2/5.5= 问题 乔布斯的定义：“当你所拿的东西距离你10-12英寸（约25-30厘米）时 ，它的分辨率只要达到300ppi这个神奇数字 以上，你的视网膜就无 法分辨出像素点像素点了。” 400.5 乔布斯的定义：“当你所拿的东西距离你10-12英寸（约25-
2、30厘米）时 ，它的分辨率只要达到300ppi这个神奇数字 以上，你的视网膜就无 法分辨出像素点像素点了。” 课前知识 1 TFT LCD基本结构 2 TFT LCD基本发光原理 TN Mode Gray Generation Color Generation 显示器的驱动方式，无源驱动(PM-LCD)与有源驱动(AM-LCD) 无源驱动：利用视觉残留效应。存在占空比、串扰问题，无法实现高解析度无源驱动：利用视觉残留效应。存在占空比、串扰问题，无法实现高解析度 有源驱动：每颗像素有源驱动：每颗像素单独单独控制，在下一帧刷新前控制，在下一帧刷新前保持保持当前亮度。当前亮度。 3 如何实现像素单独
3、控制？ 类比类比 说明说明 电荷 水量 公共电极电位 水平面 同一系统中的基准参考电位 电压(电位差) 水位差 重要的是两侧电极的电位差 电流 水流 电容 水槽Tank 容量与底面积成正比 晶体管开关 水龙头 有开关特性，同时决定着电流大小 金属布线 水管 粗细决定着电流大小 4 课程目录 1 Array是做什么的？ 2 像素的基本结构及Array工艺流程 3 Array工程重要指标 4 Array设备及工艺 5 Array设备布局及搬送系统 6 不同显示模式 7 低温多晶硅工艺介绍 1 Array是做什么的？ 像素点阵的电路背板像素点阵的电路背板 2.1 像素的基本结构 随着TFT半导体材料
4、选择的不同，器件结构和Array工艺也会产生很大的变化。 B Gate Data Pixel TFT Cst 2.2 像素结构及Array制作工艺流程 PHOTO Doping/ Etching Thin Film 成膜 GALSS基板 CVD装置、SPUTTER装置 成膜前洗浄 PR Coating Exposure 涂布前洗浄 Develop PR Strip ETCHING 413 Cycle Doping PR Strip 2.3 TN像素结构及制作工艺流程 A Gate Source Drain Gate insulator -Si ITO CH A A B Gate Data Pi
5、xel TFT COM Cs Mask1 Gate电极 Mo/Al Mask2 GI绝缘层 SiNx Mask2 半导体沟道 a-Si Mask3 源漏电极 Mo/Al/Cr Mask4 接触孔 SiNx Mask5 像素电极 ITO 2.3.1 Mask 1：GE (Gate电极形成) A A 1. 玻璃洗淨 2. 溅镀Metal1(Al, For example) 3. 光阻涂布/曝光/显影 4. AlNd蚀刻(WET) 5. 光阻去除 6. 检查 A A A Gate Source Drain Gate insulator -Si ITO CH TN像素结构及制作工艺流程-Gate 2.
6、3.2 Mask 2：SE (岛状半导体形成) 1. 成膜SiNx 2. 成膜后洗净 3. 成膜SiNx/a-Si/n+Si 4. 光阻涂布/曝光/显影 5. 蚀刻(DRY) 6. 光阻去除 7. 检查 A A A A A Gate Source Drain Gate insulator -Si ITO CH TN像素结构及制作工艺流程-Island 2.3.3 Mask 3：SD (Source及Drain电极形成) 1.成膜Cr (4000A) 2.光阻涂布/曝光/显影 3.硬烤 4.蚀刻Cr(WET) 5.蚀刻n+Si(DRY) 6.光阻去除 7. 检查 A A A A A Gate S
7、ource Drain Gate insulator -Si ITO CH TN像素结构及制作工艺流程-Souce/Drain 2.3.4 Mask 4：CH (Contact Hole形成) A A A A A 1. 成膜SiNx 2. 光阻涂布/曝光/显影 3. 蚀刻(DRY) 4. 光阻去除 (2) Line CD(Critical dimension) (3)Cst; (4) 上下基板对位误差；(5)Disclination of LC 讯号的时间延迟(RC Delay)及失真(Distortion) 因耦合电容(Cgs)产生的跳变电压 Pixel Matrix 所有像素点阵保持一致的
8、电特性和显示特性 TFT 特性 电子迁移率Mobility 临界电压Vth 开关比Ion/Ioff 面板 特性 4 设备及工艺简介 4.1 Thin film-薄膜沉积薄膜沉积 4.2 Photolithography -光刻光刻 4.3 Etch -图形刻蚀图形刻蚀 4 Array设备及工艺简介 A Gate Source Drain Gate insulator -Si ITO CH A A B Gate Data Pixel TFT COM Cs PVD Gate电极电极 Mo/Al CVD Gi绝缘层 SiNx CVD 半导体沟道 a-Si PVD 源漏电极 Mo/Al CVD 接触孔
9、 SiNx PVD 像素电极 ITO 4.1 Thin film - 薄膜沉积 CVD：Chemical Vapor Deposition 化学气相沉积化学气相沉积 （A+BC） PVD：Physical Vapor Deposition 物理气相沉积物理气相沉积 （A+BAB) 4.1.1 Plasma Plasma：等离子体：等离子体 / 电浆电浆 等离子体是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中 ，常被视为是物质的第四态，被称为等离子态，或者“超气态”，也称“电浆体”。等 离子体具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用。 它是部分电离的气体, 由电子, 离子,
10、 自由基, 中性粒子, 及光子组成。 等离子体本身 是含有物理和化学活泼粒子的电中性混合物。这些活泼自由基粒子能够做化学功, 而带 电原子和分子通过溅射能够做物理功, 结果, 通过物理轰击和化学反应, 等离子工艺能够 完成各种材料表面改性, 包括表面活化、 污染物去除、刻蚀等功效。 Plasma? . 4 , 99% . , . , . , , . 固态 液态 气态 Plasma 状态转化 Entalpy change Chemical Vapor Deposition（化学气相沉积） 4.1.2 CVD APCVD (Atmospheric Pressure CVD) 760Torr,400
11、 500 优点是反应简单,反应温度低,成膜率高 缺点是Gas的使用量高,处理反应产物困难 现在基本不使用 LPCVD (Low Pressure CVD) 0.22.0Torr,500 900 优点是膜的纯度和均匀性好 缺点是成膜率低,反应温度高 在半导体行业中使用 PECVD (Plasma Enhanced CVD) 0.15.0Torr,200 500 优点是在低温下可进行反应,成膜率高 缺点是处理反应产物困难 Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition （等离子体增强型化学气相沉积） 利用等离子体辅助活化反应气体，降低反应温度，改善薄膜质量。利用
12、等离子体辅助活化反应气体，降低反应温度，改善薄膜质量。 Process Gas Thin Film plasma assisted Chemical reaction a-Si成膜示意：成膜示意： SiH4(+H2) a-Si:H 4.1.2.1 PECVD 4.1.2.2 PECVD设备结构 CVD薄膜 成膜气体 作用 特性要求 a-Si a-Si SiH4+H2 半导体层 电子迁移率、空穴迁移率、缺陷 含量、与金属的接触效果等 n+ a-Si SiH4+H2+PH3 半导体层 改善欧姆接触 SiNx SiH4+NH3 绝缘层 阻挡性能、绝缘性能，介电常数 SiO SiH4+N2O 绝缘层
13、绝缘、与半导体的界面缺陷 同样的薄膜结构，随着运用于不同的目的，其结构、工艺条件、作用 和特性要求相差甚远。 4.1.2.3 CVD薄膜种类 评价项目 作用说明 测试机台 测试方式 折射率(n) 能反应薄膜中Si含量的变化 SE 椭圆偏振测量技术 介电常数(k) 表征薄膜对电荷的存储能力 CV测量仪 汞探针方式测量CV曲线 厚度(THK) 表征薄膜的实际厚度 SR、SE、 SEM 椭圆偏振测量技术 扫描式电子显微镜 沉积速率 (D.R) 表征薄膜的生长速度 蚀刻速率 (E.R) 表征薄膜的致密性 SE/Profile 对比刻蚀前后厚度差 均匀度(U%) 表征薄膜的平坦程度 SR、SE、 SEM
14、 计算厚度的方差均匀度或者极 差均匀度 应力(Stress) 表征薄膜内应力的大小 应力测量仪 激光相移方式或者光学聚焦方 式 氢含量(H%) 表征薄膜内氢元素的含量 FTIR/SIMS 傅氏转换红外线光谱分析仪/二 次离子质谱仪 4.1.2.4 CVD膜质评价 控制参数 影响的薄膜质量评价参数 温度 沉积速率、致密性、绝缘性、应力、氢含量、厚度均匀度 射频功率 沉积速率、致密性 气体流量 沉积速率、致密性、折射率 气体流量比 沉积速率、致密性、折射率、介电常数 压力(真空度) 沉积速率、致密性、折射率 Spacing (Plasma密度) 沉积速率、Particle 4.1.2.5 CVD工艺可调参数 Physical Vapor Deposition（物理气相沉积） 利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上。 等离子体离子镀 空心阴极离子镀 直流电弧离子镀 电阻加热 激光加热 电子束加热 感应加热 离子镀膜 溅射镀膜 真空蒸发 射频溅射 磁控溅射
