薄膜晶体管 TFT 阵列制造技术PDF电子书下载

引言 1

一、平板显示——人类智慧之窗 1

二、薄膜晶体管的技术特点 2

第一章　TFT-LCD生产线建设 6

1.1 TFT-LCD项目准备工作 6

1.2　投资估算 8

1.3　厂房建设 9

1.4　净化系统 11

1.5　信息管理系统 13

1.6　技术管理系统 17

1.6.1 技术系统的结构 17

1.6.2 岗位职责 19

1.6.3　技术文件 20

1.7　TFT阵列制造的主要设备 23

1.8　TFT阵列制造的设计技术和研发 25

第二章　TFT元件的结构及特点 27

2.1　场效应晶体管的工作原理 27

2.2　非晶硅TFT的结构与特点 32

2.3　TFT阵列 36

2.3.1　TFT与像素、子像素和显示格式 36

2.3.2　TFT与像素间距 39

2.3.3　TFT与亮度 40

2.3.4　TFT与对比度 40

2.3.5　TFT与开口率 41

2.3.6 TFT与响应速度 43

2.3.7　TFT与闪烁 43

2.3.8　TFT的寄生电容与交叉串扰 44

2.3.9 TFT阵列的等效电路 44

2.3.10　TFT-LCD显示器TFT的主要参数 46

第三章　TFT工艺概述 47

3.1　阵列工艺的主要设备 48

3.2　阵列工艺的主要原材料 52

3.2.1 玻璃基板 53

3.2.2 靶材 54

3.2.3 特药、特气 55

3.3　7次光刻的简要回顾 55

3.4　TFT 5次光刻的工艺技术 67

3.5　4次光刻技术 69

3.6　多晶硅和高迁移率TFT技术 75

3.6.1 多晶硅TFT技术 75

3.6.2 非硅基高迁移率TFT 81

3.7　硅基液晶显示技术 82

3.8　TFT阵列工艺技术课题 83

3.9　TFT制造统计过程控制 84

第四章　TFT阵列制作清洗工艺 90

4.1　污染物来源及分类 90

4.2　洗净原理及方法 92

4.2.1 湿式清洗 92

4.2.2 干式清洗 93

4.3　洗净材料 94

4.4　洗净设备 101

4.5　清洗工艺条件的确定 109

4.5.1 紫外干洗工艺条件的确定 109

4.5.2　洗净能力评价 111

4.5.3　干燥处理 112

4.5.4 单元条件设定和点检 112

4.6　清洗作业安全及作业异常处置 115

4.6.1 清洗作业安全及注意事项 115

4.6.2　作业异常处置 115

4.7　洗净工艺展望 116

第五章　溅射成膜（金属膜） 117

5.1　溅射技术历史的简短回顾 117

5.2　溅射原理及分类 121

5.2.1　溅射原理 122

5.2.2　溅射分类 125

5.3　溅射材料 129

5.3.1 溅射气体 129

5.3.2　溅射靶材 129

5.4　溅射设备 130

5.4.1 溅射设备的结构 131

5.4.2　成膜室构造 133

5.4.3 溅射设备的主要技术指标 134

5.5　溅射工艺条件的确定 138

5.5.1 直流电源功率的确定 138

5.5.2 成膜气体压力的确定 140

5.5.3 工艺室真空度的确定 140

5.5.4　磁场强度及其分布 141

5.5.5 成膜温度的确定 141

5.5.6　溅射距离 142

5.6　金属膜质量控制 143

5.6.1　基板表面灰尘管理 143

5.6.2　Sheet阻抗测量 143

5.6.3　透过率和反射率测量 143

5.6.4　结晶构造观察 145

5.6.5　膜应力测量 145

5.6.6 密着性测定 146

5.6.7　膜厚测量 146

5.6.8　金属膜的工艺问题 146

5.7　溅射作业安全及异常处理 147

第六章　CVD成膜（非金属膜） 153

6.1　化学气相沉积技术原理及分类 154

6.1.1 化学气相沉积技术原理 154

6.1.2 化学气相沉积技术的分类 156

6.2　CVD材料 158

6.2.1　硅烷（气） 158

6.2.2　磷烷 159

6.2.3　氨气 160

6.2.4　笑气 161

6.2.5 氢气 161

6.2.6 氮气 162

6.3　CVD设备 163

6.3.1　Unaxis设备总体结构说明 166

6.3.2　装载腔和传送腔结构 168

6.3.3　反应室结构 169

6.3.4　供气、排气、除害、水循环系统 170

6.3.5 附件 171

6.4　CVD工艺条件的确定 174

6.4.1　G-SiN工艺条件 174

6.4.2　连续3层成膜 181

6.5　TFT元件特性的简单讨论 184

6.6　CVD成膜设备的回顾与展望 188

第七章　曝光与显影工艺技术 191

7.1　工艺原理 191

7.1.1　基本概要 191

7.1.2 TFT的结构 192

7.1.3 工艺流程 194

7.2　曝光工艺材料——光刻胶 195

7.3　曝光工艺设备 197

7.3.1 涂胶机 197

7.3.2　曝光装置 201

7.3.3　掩模板 208

7.4　工艺条件的确定 213

7.5　灰度掩模板光刻工艺 218

7.6　曝光量与光刻胶形状评价 220

7.6.1 工艺评价项目 221

7.6.2 工艺调试 221

7.6.3　光刻胶刻蚀 223

7.6.4　GT部光刻胶断面形状的确认 224

7.7　工艺管理与设备日常点检 225

7.7.1 工艺管理 225

7.7.2　设备日常点检 227

7.8　显影 230

第八章　湿刻工艺技术 232

8.1　湿法刻蚀原理 233

8.2　湿刻工艺 235

8.3　湿法刻蚀设备 238

8.4　工艺性能要求 239

8.4.1　栅极湿刻 239

8.4.2　漏源极湿刻 240

8.4.3　像素电极湿刻 243

8.5　工艺参数 245

8.5.1 药液温度 246

8.5.2　药液处理时间 246

8.5.3 药液喷淋压力 255

8.5.4 药液浓度控制及药液寿命 256

8.5.5 药液入口淋浴流量 256

8.5.6　液切气刀流量 257

8.5.7 水洗时间与水洗喷淋压力 257

8.5.8　水洗入口淋浴流量 258

8.5.9 干燥槽空气刀的流量 258

8.6　湿刻工艺中常见的缺陷 258

第九章　干刻工艺技术 265

9.1　等离子体干刻原理 266

9.2　干刻设备 271

9.3　干刻工艺 273

9.4　硅岛刻蚀工艺 277

9.4.1 硅岛刻蚀工艺规范 278

9.4.2 日常点检与灰尘检查 281

9.4.3　调整作业 283

9.4.4　刻蚀速率的测定 283

9.4.5　段差测定 284

9.5　光刻胶刻蚀工艺 292

9.6　沟道刻蚀工艺 293

9.7　接触孔刻蚀工艺规范 296

第十章　光刻胶剥离与退火 303

10.1　光刻胶剥离原理与材料 304

10.2 工艺要求 305

10.3　装置介绍 306

10.4　重要工艺参数 310

10.5　工艺条件设定 312

10.6 日常点检 319

10.7　退火 321

第十一章　缺陷解析技术 323

11.1　缺陷解析基础 323

11.1.1 影响TFT性能的主要参数及其因数 323

11.1.2 像素电容的充电 325

11.1.3 电压补偿 329

11.1.4　栅极延迟 331

11.2　TFT阵列缺陷的分类与代码 334

11.2.1　TFT阵列缺陷的分类 334

11.2.2　TFT阵列缺陷代码 338

11.3　缺陷解析的主要工具 339

11.4　缺陷解析流程 339

11.4.1　缺陷分布图 341

11.4.2　设备调查 343

11.5　主要缺陷解析 343

11.6　TN型液晶显示器TFT缺陷图谱及解析 348

11.7　超精细宽视角型液晶显示器TFT缺陷图谱及解析 357

第十二章　TFT检查与修复 361

12.1　阵列检查流程 361

12.2　流程设定 366

12.3　检测设备 368

12.4　宏观／微观检查 368

12.4.1 宏观检查 369

12.4.2 宏观／微观检查设备工作原理 372

12.5　自动外观检查装置 374

12.6　激光修复和激光CVD装置 380

12.7　阵列测试检查装置 383

12.8　断路和短路电气检查装置 391

12.9　附录　TN 4 Mask产品图案检查操作规格书 396

第十三章　TFT制造工艺小结与技术展望 404

13.1　TFT阵列制造工艺小结 404

13.2　TFT平板显示技术展望 408

参考文献 410