第08章显示器的阵列工艺技术

1、第8章液晶显示器的阵列工艺技术长春工业大学2013年02月10日8.1 阵列工艺概述玻璃1PEP 栅极2PEP 有源岛3PEP 源漏电极4PEP 钝化及过孔5PEP 像素电极制屏2成膜涂胶镀下一层膜显影PR去胶刻蚀GlassfilmGlassGlassGlassfilmGlass8.1 阵列工艺概述(1)(5) 显影(2) 成膜(6) 刻蚀(3) 涂光刻胶(7) 去胶(4)光3a-Si:H TFT的阵列工序湿刻干刻去胶检查终检溅射CVD涂胶显影48.2工艺：就是用毛刷、气蚀等的物理方法及用化学腐蚀的化学方法或二者相结合的方法，除去基板表面的灰尘、污染物及自然氧化物的工程。在阵列中洗剂采用的是N

2、CW-601A0.3%的表面活性剂。毛刷表 面 活性剂基板58.3 溅射工艺溅射：就是在真空室中，利用核能粒子轰击靶材表面，靶材粒子在基板上沉积的工程。在阵列中惰性气体有Kr、Ar气，靶材有MoW靶、ITO靶、Mo靶、AL靶。直流磁控溅射的特点：放电空间的电场和磁场垂直。放电空间的电子回旋运动，放电气体的电离度大，射程长，产生高密度的等离子。MoW溅射、ITO溅射、MoAlMo溅射6溅射与真空渡膜的比较：溅射真空蒸渡原理原理从靶材上溅射热蒸发形状面点溅射与蒸发的原子的能量约10eV约0.2eV冲击基板的高能量粒子离子高能量的气体分子没有真空度约0.11Pa的Ar10-4Pa的残留气体8.3 溅

3、射工艺功率磁场Ar+靶材Ar基板ArAr+排气78.3 溅射工艺88.4 CVD工艺CVD：化学气相沉积。就是在高频电场的作用下，使反应气体电离形成等离子体，反应离子及活性基团依靠从高频电场获得的能量从而能够在较低的温度衬底上成膜。在阵列中，有AP CVD（常压CVD）和PCVD（等离子体CVD）两种。AP CVDPECVDSiO4层膜 、 n+a-Si、 钝化SiNxAP CVD在低温下形成致密薄膜；PCVD可防止热产生的损伤及相互材料的扩散；PCVD可生长不能加热生长及反应速度慢的膜；PCVD利用平行电极可实现大面积化。98.4 CVD工艺108.4 CVD工艺机械手P/C：反应室传送室运

4、 载室万级间反应室电极板118.4 PECVD通入反应气体扩散板等离子体包括：基基板中性粒子基座原子分子离子电子三个基本的过程：等离子相反应输运粒子到衬底表面表面反应泵升降机非中性粒子128.5 光刻工艺紫外光栅极栅线掩膜版光刻胶薄膜玻璃基板显影涂胶2. 涂胶前烘干/冷却喷HMDS / 冷却涂胶前烘 / 冷却- 用一次、分布机-后烘烤3. 显影显影后烘显影后检查138.5.1 涂胶涂胶：就是在基板上涂上一层光刻胶（树脂、感光剂、添加剂、溶剂）。涂胶的方式是旋转基板，用滴管从中间滴下光刻胶，并同时吹入N2，滴下的光刻胶从中间向四周散布涂敷整个基板的过程。光刻胶有正性和负性之分。148.5.1 涂

5、胶8.5.1 涂胶8.5.1 涂胶涂胶的方法主要有旋涂、刮涂加旋涂、和刮涂三种。刮涂刮涂加旋涂旋涂178.5.2：就是用掩膜版掩膜，紫外线（UV）照射，经紫外光照射的光刻胶被改性，掩膜版上有图形的部分没被紫外光照射即没背改性，使得涂在基板上的光刻胶部分的改性的过程。阵列中，分一次、分步、背面。188.5.3 显影显影：用显影液除去被改性的光刻胶的过程。198.6 干法刻蚀各向同性和各向异性刻蚀各向同性刻蚀刻蚀后各向异性刻蚀刻蚀后刻蚀前光刻胶 刻蚀薄膜相邻薄膜玻璃基板纵向刻蚀方向横向刻蚀方向208.6 干法刻蚀刻蚀方向性控制的必要性例：Si 干法刻蚀+Mo溅射后药液渗入跨断Mo 2000各向同性

6、：Si2500MoSiMoSiN膜连通很好各向异性：218.6 干法刻蚀干法刻蚀机制+（a）R（b）R ：活性基团+：正离子+R（c）R ：活性基团+：正离子228.6 干法刻蚀PEPE是等离子体刻蚀,使用惰性气体轰击的物理作用与使用游离基等活性离子反应的化学作用相结合的刻蚀过程。既有各向同性也有各向异性的作用。23PERIE接耦合器阳极阴极辉光区靠近基板靠近阳极各向同性大小各向异性小大侧向钻蚀大小离子注射的能量小大基板的损伤小大刻蚀速率小大选择比大小图形精度大小对光刻胶的损伤小大工程大小8.6 干法刻蚀PE与RIE的区别上电极离子电容接地上电极RF离 子下电极电容下电极RF接地接地接地248

7、.6 干法刻蚀CDECDE是化学干法刻蚀。在石英管进行辉光放电的，产生的游离基等活性粒子通入到反应室进行刻蚀的过程。只有各向异性的化学刻蚀。258.6 干法刻蚀CDE等离子体反应室反应气体微波基板中性气体活性气体反应产物Al管系载台排气268.7 湿法刻蚀湿刻：就是选用适当的化学药液与被刻蚀的膜发生化学反应，改变被刻蚀物的结构，使其脱离基板表面的过程。刻蚀：湿刻干刻：CDE、PE、RIE；278.7 湿法刻蚀使用设备：DNS湿蚀刻机目的：基板置于液态的化学药液中，利用化学反应去除多余的膜层，形成图形。Wet Etcher刻蚀液浸入造成边缘刻蚀28化学刻蚀，各向同性PR膜基板PR膜基板8.7 湿

8、法刻蚀湿法刻蚀药液HNO3 （1.72.1%)CH3COOH（9.710.3%） H3PO4 （70.572.5%）M1：Mo/AlNdM2：Mo/Al/MoCOOH (3.23.6%)COOHITO对于M1及M2两道制程，为降低成本均选择同一浓度的三酸混合系统蚀刻液，通过设定的条件配方，达到不同PEP的要求。298.7 湿法刻蚀反应机制分为三个阶段：反应物质扩散到欲被刻蚀薄膜的表面；反应物与被刻蚀薄膜反应；反应产物从刻蚀薄膜表面扩散到溶液中，随溶液排出。在此三个阶段中，反应最慢者就是刻蚀速率的控制关键，即反应速率。主溶液反应物反应物30光刻胶光刻胶化学反应薄膜基板8.7 湿法刻蚀刻蚀流程蚀刻

9、药液喷洒循环水洗直水洗直水洗基板入基板出干燥循环水洗直水洗喷嘴来回摆动滚轮转动方向318.7 湿法刻蚀去胶去胶：是使用去胶液等将刻蚀时起保护作用的光刻胶去掉的过程。常包括湿法去胶（去胶液、IPA处理等）和干法去胶（等离子等）。328.7 湿法刻蚀检查在刻蚀、显影等之后检查产品的缺陷，以便在过程中发现问题，进行修复处理。338.7 湿法刻蚀检查O/S检查：是栅线形成之后的短路和断路检查，以便第一次光刻后的基板经淘汰和添补之后，形成一LOT完好无缺的基板。阵列终检：是整个阵列的最后一道工序，对阵列的成品进行检查及修复的过程。348.8 TFT阵列工艺中常见缺陷刻蚀中的倒角接触电极ITO（b）倒角现象1钝化层SiNx绝缘层SiNx（a）坡度角（b）倒角现象2358.8 TFT阵列工艺中常见缺陷TFT特性不良IOFFLow VgITO-栅线短路ITO-次信号线短路ITO-自信号线短路ITO-CS短路过剩电荷368.8 TFT阵列工艺中常见缺陷静电击穿37本章小结阵列工艺主要包括程。溅射工艺、成膜、光刻、刻蚀、去胶、检查等基本工艺流溅射就是在一定真空条件下，通过外加电、磁场的作用，将惰性气体电离，用加速的离子轰击靶材，使靶材粒子在基板表面沉积的过程。CVD工艺CVD是