TFT-Array工艺
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名词解释:TFT阵列工序(TFT array process)从制造的角度来看液晶面板的话,可分为TFT阵列工序、液晶单元工序、液晶模块工序三类。
各工序使用专用制造装置及部件和材料。
在这些液晶面板制造工序中,尤其是TFT阵列工序和液晶单元工序决定液晶面板显示性能的重要工序。
其中,TFT阵列工序对面板制造成本的影响尤为突出。
TFT阵列是对液晶进行驱动的电路基板。
TFT和显示像素电极被排列在玻璃基板上,用于驱动TFT的栅极布线、输送加载在像素上的电压信号的信号布线纵横交错。
TFT阵列工序与半导体的制造工序相似。
与在硅晶圆上制造半导体电路一样,通过反复实施成膜、光刻及蚀刻工序,在玻璃基板上制造出TFT阵列。
制造TFT阵列的各工序所使用的制造装置在原理上也与半导体制造装置相同。
制造装置的性能会影响液晶面板的性能。
同时,制造装置的生产效率(玻璃基板的处理能力以及工艺材料的使用量),以及制造装置的集合体即制造生产线的整体效率也会大大影响液晶面板的成本。
比如,业界为提高制造生产线的生产效率,多年来一直在努力削减掩模数。
掩模数是指成膜工序、光刻工序及蚀刻工序的反复次数。
掩模数的削减在液晶面板制造的技术革新中起到了突出的作用。
19世纪80年代中期,松下电器产业首次投放市场的3英寸彩色液晶电视所使用的面板就是通过8张掩模的工序制造的。
之后,各液晶面板厂商为了减少TFT阵列的工序数量,压缩投资金额,积极展开了减少掩模数的开发。
目前已减少到了4张掩模,工序数量大为减少。
另外,一直在支撑着PC用及电视用液晶面板走向大屏幕化、值得一提的技术是玻璃基板的大尺寸化。
19世纪90年代初TFT液晶面板开始量产时最初使用的是300mm×400mm左右的第一代基板,而目前已发展到了了2880mm×3130mm的第十代基板。
液晶面板尺寸一直加大的话,一块玻璃基板能够获得的面板数量就会减少,使生产效率下降。
为了对此进行弥补,就必须使玻璃基板实现大尺寸化。
TFT Array製程技術~The Technology of TFT Array Processing中小事業部產品設計總處面板設計處AR設計部isplaying your vision!isplaying your vision!E/B and E/S TFT StructureData Line &SourcePassivation SiNxGate Line Cs Line & CstGate InsulatorGlass SubstrateGate Line & CstGlass Sub.Passivation SiNxGate InsulatorData Line & SourceE/B Type TFT & Cs on Common TFT Array StructureE/S Type TFT & Cs on Gate TFT Array StructurePixel Elements isplaying your vision!isplaying your vision!5-Photo Exposure ProcessInsulatorPassivation(1)Gate Patterning (Mask 1)(2)SiN/a-Si/n+ a-Si Deposition(3)a-Si Pattering (Mask 2)(4)S/D Metal Patterning (Mask 3)(5)Back Channel Etching for B/E structure (6)Passivation Layer Coverage(7)Contact Hole/ Window Etching (Mask 4)(8)ITO Pixel Electrode Patterning (Mask 5)a-Si TFT BCE Profileisplaying your vision!From Innolux 7” 2005GE Patterning (Mask 1)isplaying your vision!GI and SE Layer Depositionisplaying your vision!Crossover CoverageActive Layerisplaying your vision!Data Line &SourceElectrode isplaying your vision!Back Channel Etching Data Line &SourceElectrodeisplaying your vision!CH Layer Deposition Passivation Layer(SiNx)isplaying your vision!Passivation Layer(SiNx)isplaying your vision!PassivationLayer (SiNx) isplaying your vision!PVD/ Sputteringisplaying your vision!Metal and AlloyGate Source/DrainAUO Mo/AlNdTi/Al/TiMoWMo/Al/MoCMO MoN/AlNd MoN/Al/MoN HANNSTAR MoWMo/AlNd/MoMo/AlNd/Mo Innolux Al/Mo Mo/Al/Mo AUO(QDI)Al/Ti Ti/Al/TiNCPT CrAlNdNMoNbCr MoNb Mo/Al/Moisplaying your vision!PECVDHeat StageSubstrateisplaying your vision!Thin Film Quality⏹理想的閘極絕緣層(Gate insulator) 性質:良好的階梯覆蓋能力(Good Step Coverage)適中的介電常數(Dielectric Constant)高崩潰電壓(High Breakdown V oltage)低薄膜應力(Low Stress)與a-Si 有良好的界面(Good interface with a-Si film)⏹理想的保護層(Passivation Layer) 性質:抗水氣能力佳(Diffusion Barrier Against Moisture)抗鹼金屬離子滲透力佳(Diffusion Barrier Against Alkali Ions)硬度佳,可承受機械性刮傷低製程溫度isplaying your vision!isplaying your vision!SiNxParticleSiNxPinholePECVDSiNx:4000A a-Si:1500A n+a-Si:300A洗淨、、a-Si/n+洗淨SPUTTERINGSD MetalGateGate a-Si / n+The Pin Holesisplaying your vision!PECVDSiNx:3000APECVD SiNx洗淨SiNxGateSiNxSiNxPinholeGate PECVD SiNx:1000ASiNxGate GateGateisplaying your vision!SiNx:4000A a-Si:1500A n+a-Si:300A PECVD 現製程SiNx:3000A一次成膜洗淨二次成膜洗淨SiNx:1000A a-Si:300A a-Si:1200A n+a-Si:300A PECVD 原製程洗淨(GI)(SE-i)(SE-n+)(SE-n+)(SE-HDR-i)(SE-LDR-i)(GI-2)(GI-1)Photolithographyisplaying your vision!P.R. CoatingSubstrate Substrateisplaying your vision!Photo ExposureSubstrate isplaying your vision!Photo StitchingSubstrate isplaying your vision!Random Shot for Stitching isplaying your vision!isplaying your vision!Scan PhotoMask MoveStage MoveSubstrateEtchingEtching Mode Dry WetEquipment Plasma Enhanced CVD Liquid TroughEtching Rate Slow FastUniformity Good NormalThin Film A-Si, SiNx, Mo Al, Mo, Cr, ITOEtchant HCl, SF6, CF6HCl, HNO3, CH3OOH Etch Profile Non-isotropic IsotropicTaper Etch Vertical(ex.80~90)Slope(ex.20~45) Cost Expensive Cheap isplaying your vision!isplaying your vision!1.斷面形狀(Taper )Taper 係指蝕刻後的斷面傾斜度,是蝕刻製程中相當重要的要求,與後續沉積之薄膜覆蓋性有相當密切的關係。