显示技术半导体制程课件.pptx

1、显示技术半导体制程显示技术半导体制程前言 TFT Array的製造流程基本上是TFT的製作過程。Si TFT Array的製造流程有 洗淨技術 成膜技術如濺鍍法以及化學氣相沉積法(CVD)光微影技術如光阻劑塗佈 預先烘培、微影、顯影以及後續烘培等 蝕刻技術 光阻劑去除技術 電極蒸鍍技術等一連串反覆地操作過程資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”Step 1 將玻璃基板預先進行洗淨處理 目的：清除玻璃基板表面上可能殘留的納離子類污染物 利用濺鍍法或電漿化學氣相沉

2、積法(PCVD)形成SiO2或Ta2O5之表面薄膜覆蓋層 利用濺鍍法將閘電極用或掃描配線材料靶材濺鍍形成金屬薄膜Step 2 將光阻劑剝離後，在閘電極的表面上形成第一層陽極氧化膜作為閘極絕緣體 再利用(PCVD)連續地成長第二層SiNx閘極絕緣膜、半導體活性層功能的Si:H、通道保護膜SiNx等構成所謂的三層薄膜結構Step 3 通道保護膜的配線圖案形成後，使其摻有磷原子之n+型的Si形成薄膜 將n+型的Si及其下方的Si:H層同時進行蝕刻處理，形成島狀結構配線圖案 利用光阻劑塗佈、曝光微影、顯影等製程技術將TFT部份的Si圖案形成 利用乾式蝕刻技術將圖案部分以外的n+型Si薄膜及Si薄膜去除

3、Step 4 運用物理式濺鍍法濺鍍透明導電電極膜-ITO(Indium Tin Oxide)薄膜 利用濕式蝕刻技術去除不需要的部分，形成畫像素電極圖案(Pixel Pattern)利用光阻劑塗佈、曝光微影、顯影等製程技術將閘電極及接觸通道(Contact Hole)的圖案形成 再利用蝕刻技術將閘絕緣膜去除，僅形成接觸通道Step 5 利用物理式濺鍍法濺鍍金屬薄膜 利用光阻劑塗佈、曝光微影、顯影等電路圖案製作過程，形成所需TFT的源電極、汲電極及信號線配線 利用(PCVD)成長氮化膜 再利用光阻劑塗佈、曝光微影、顯影等圖案製作過程,，形成配線電極端子的接觸通道及顯示電極開口部的圖案 將氮化膜利用

4、蝕刻技術去除Step 6 成長保護膜SiNx，將其週邊的電極接合端部份顯露出來，完成TFT Array的製作TFT Array 製程關鍵性技術洗淨製程技術(1)Si TFT Array 洗淨過程約佔整個製程的30%洗淨主要目的有三 為了得到良好的導電性、提升膜的密著性，以改善、控制基板表面品質 去除基板表面上所附著的微塵顆粒 提升整個製程品質及最終產品良率TFT Array 製程關鍵性技術洗淨製程技術(2)去除微塵顆粒的洗淨方法有 毛刷旋轉清洗基板表面的刮除洗淨(Scrub)去除微小顆粒最有效的洗淨方式 尤其是強力附著於基板表面之微小顆粒的去除 僅限制用於可容許較大膜表面的情況 TFT Arr

5、ay 製程關鍵性技術洗淨製程技術(3)低頻(10100kHz)、高頻(1MHz)超音波振盪洗淨 超音波振盪洗淨是一種非接觸式，屬低損傷之微小顆粒去除的洗淨方法 高頻超音波會產生空穴效應(Cavitation)，使膜表面的損傷程度變小 最常用於單片式隙縫沖洗(Slit Shower)，具有去除次微米級顆粒功能TFT Array 製程關鍵性技術洗淨製程技術(4)紫外線洗淨及臭氧洗淨 去除有機物及控制基板表面狀態 方法有 有機溶劑處理法 臭氧處理法 紫外線照射處理法TFT Array 製程關鍵性技術洗淨製程技術(5)氟酸系藥劑處理法及Ar氣體的電漿處理法或離子濺鍍處理法 用於處理半導體薄膜、金屬層、

6、摻雜層、歐姆接觸等有損害之劣等自然氧化膜(長於半導體膜表面)TFT Array 製程關鍵性技術洗淨製程技術(6)玻璃基板乾燥方法有 旋轉乾燥法 氮氣空氣刀乾燥法 乾燥空氣吹乾法 使用異丙醇的蒸氣乾燥法等TFT Array 製程關鍵性技術成膜製程技術(1)化學方式的電漿化學氣相沉積法(Plasma Chemical Vapor deposition,PCVD)Si膜 絕緣膜等 物理方式的濺鍍法(Sputtering)配線電極 透明顯示電極等導電薄膜TFT Array 製程關鍵性技術成膜製程技術(2)濺鍍法是應用於成長金屬薄膜，主要用途包括閘電極、源電極、汲電極、掃描線、儲存電容電極、信號線、畫像

7、素線等。導電性的靶材是使用直流式濺鍍法 半導體、絕緣體的成膜則使用高頻的射頻濺鍍法(Radio Frequency Sputtering，RF)。TFT Array 製程關鍵性技術成膜製程技術(3)資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”TFT Array 製程關鍵性技術成膜製程技術(4)資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”TFT Array 製程關鍵性技術成膜製程技術(5)PCVD是應用於成長閘電極絕緣膜、Si:H膜、保護膜等。PCVD基本特性：即使是玻璃基板，仍然可以於低溫成膜 可形成缺陷少的薄膜 製程的再現性較佳的 大面積均勻成膜TFT Array

8、 製程關鍵性技術成膜製程技術(6)TFT Array 製程關鍵性技術成膜製程技術(7)TFT Array 製程關鍵性技術成膜製程技術(8)製程中的主要參數有 氣體流量 氣體流量比 基板溫度 反應室氣體總壓力 放電電力密度等 製程參數的改變將會影響到成膜的速度和成膜的品質。TFT Array 製程關鍵性技術光微影製程技術(1)光微影製程技術(Lithography)在洗淨後的基板上塗佈光阻劑 後進行預烘焙處理(Pre-Bake)使用紫外線通過刻有圖案之光罩，使光阻劑產生感光的作用TFT Array 製程關鍵性技術光微影製程技術(2)基本上分為四大項目 光阻劑塗佈工程(Coating Proces

9、s)曝光工程(Exposure Process)光阻劑圖案顯影工程(Development Process)光阻劑剝離工程(Stripping Process)一般微影處理可分為 單片式連續處理 一貫作業方式的量產處理TFT Array 製程關鍵性技術光微影製程技術(3)正型光阻劑(Positive Photo Resist)光波所照射的部份將會溶於顯影液之中，未照射的部分則形成所需的配線圖案 將此部分作為後續烘培處理(Post-Bake)，使其固化，作為光罩功能之用 對於下方的金屬膜進行蝕刻處理，形成所配線圖案 最後將此光阻劑作去除處理，完成整個微影部份的製作流程圖資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”TFT Array 製程關鍵性技術蝕刻製程技術 依其用途領域不同可分為 濕式蝕刻法(Wet Etching)乾式蝕刻法(Dry Etching)電漿蝕刻法 反應性離子蝕刻法資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”TFT Array 製程關鍵性技術離子佈植技術 離子植入基本原理 將高速中帶電荷的離子與靶材產生相互衝擊並使其植入靶材中所欲分佈的領域，獲得所需的物理性質。