TFT基板結(jié)構(gòu)及原理

第一道工序（Mask）：簡稱G工程。玻璃基板上做柵極（Gate），柵極上加正電壓；氮化硅（SiNx）覆蓋柵極層，隔離接下來要制作的非晶硅層（a-Si）。控制線加在柵極上。

Gate電極通常由兩層金屬組成，分別為鉬/鋁銣合金（Mo/AlNd）。PVD形成。厚度：鉬1000埃，鋁銣2000埃。PR厚度15000埃，曝光強(qiáng)度21mj/cm2。(圖1參考)

第二道工序：簡稱I工程（Island）。形成TFT島，其實(shí)是IC工藝的翻版，當(dāng)柵極上加有正電壓時，非晶硅層便有電流流過，方向?yàn)樵礃O到漏極。

TFT島包括：SiNx，a-Si，n+ a-Si等層。PECVD分步形成，膜厚約為2000埃。只需一次干刻。（圖2參考）

第三道工序：簡稱D工程。制作源極、漏極（S/D）。在源漏極與TFT島之間要形成一層n+ a-Si，主要是確保非晶層與源漏極之間為歐姆接觸。信號線加在源極上。S/D電極主要由鉬/鋁/鉬三層膜組成，膜厚500/2000/500埃，PVD法形成。此時的曝光強(qiáng)度為28mj/cm2。

第四道工序：簡稱C工程。制作接觸孔，以便S/D信號可靠地引入ITO電極。PECVD法形成p-SiNx膜（膜厚2000埃），RIE法刻蝕。（圖3參考）

第五道工序：簡稱PI工程。形成ITO透明像素電極。ITO像素電極覆蓋漏極，公共電極和存儲電容。PVD法ITO濺射成膜（膜厚500埃），3.4%的草酸刻蝕。（圖4參考）

上述便是常用的5MASK工藝。除此之外，還要在源漏極上面形成絕緣和隔離用的鈍化層。

在5MASK工藝中，每道工序均要經(jīng)過清洗、成膜、涂布、曝光、（打碼）、顯影、干濕刻、PR剝離等7道主要工序。

簡述流程如下：

基板投入---清洗（異物檢查）---成膜（金屬膜用PVD濺射，非金屬膜用PECVD）---涂布(Toray Coater）---曝光---顯影---刻蝕（金屬膜用濕刻，非金屬膜用干刻）---PR剝離（PR開始作為刻蝕掩模存在，此時不再需要，用剝離液將其去除）---測試。

以下是對上述各工序的概括說明：

清洗：

清洗的目的是去除污染物，這些東西往往來源于玻璃基板包裝，加工中化學(xué)反應(yīng)的生成物，人體的毛皮等等?？傮w來說可分為有機(jī)物和無機(jī)物。

去除有機(jī)物可用UV分解清洗法，低壓水銀燈光波波長185nm，254nm，照射70秒。也可用藥液噴淋。去除無機(jī)物可用二流清洗（氣泡在玻璃基板表面破裂時產(chǎn)生沖擊波，使粒子從基板脫離）和超聲波清洗法。超聲波頻率為1.5Mhz，主要去除小直徑的微粒。清洗后還會用到“風(fēng)刀”干燥。

成膜：

成膜分金屬膜和非金屬膜。

金屬膜采用PVD，即物理氣相淀積的方式成膜，又叫濺射（Sputter），日本真空公司的設(shè)備市場占有率大。

非金屬膜采用CVD，即化學(xué)氣相淀積法成膜，與半導(dǎo)體工藝相同，主要采取等離子CVD即PECVD的方式成膜，美國AKT公司（應(yīng)用材料公司）幾乎壟斷了該行業(yè)。PECVD成膜膜種包括：G-SiNx（柵極開關(guān)）、L-a Si（電子溝道）、H-a Si（降低光電流）、n+ a Si（信號線傳輸）、PA-SiNx（保護(hù)層，抗腐蝕）

PR涂布：

涂布有Spin方式和Slit方式兩種。將光刻膠（PR，光阻）均勻涂布到玻璃基板表面的工序。原理及其簡單，但性能要求卻極高，涂布是TFT制造中極關(guān)鍵的工序之一。日本Toray的Slit涂布機(jī)供不應(yīng)求。

曝光：

曝光就是要將MASK上的圖形轉(zhuǎn)移到涂布好的玻璃基板上。原理簡單得不得了，但精度要求極高，曝光機(jī)是最昂貴的設(shè)備，6代線曝光機(jī)在美金1千萬左右。日本尼康、佳能兩家公司獨(dú)占TFT工廠。

顯影：

顯影就是將曝光后感光部分的光刻膠溶解并去除，留下未感光部分的光刻膠，從而形成圖形。

光刻膠有正膠、負(fù)膠，負(fù)膠就是感光了的光刻膠留下。顯影液通常為堿性物質(zhì)。如KOH、NaOH等。

刻蝕：

上面提到的經(jīng)過顯影留下來的光刻膠成了保護(hù)掩模，未被保護(hù)的薄膜將通過刻蝕工藝去除。

濕法刻蝕，通常有三種濕法刻蝕方式：噴淋、涂槳、噴淋+浸潤。在5MASK工藝中，濕法刻蝕應(yīng)用在G工程、D工程和PI工程上。

干法刻蝕，也有三種方式：PE，RIE，ICP，日本TEL公司實(shí)力強(qiáng)，但越來越受YAC公司的擠壓。干法刻蝕應(yīng)用工序：I-DE；PR-DE，CH-DE，C-DE。（I：Island；PR：PhotoResist；CH：Channel；DE：DryEtch）（圖5參考）

PR剝離：

將刻蝕完成后的光刻膠去除。（感光后的用顯影，掩模的用剝離。）

玻璃液成分：DMSO：MEA=7：3（重量比）[DMSO使PR蓬松，MEA浸透劑]

5道MASK之后均有玻璃工序。