TFT TEG测试设计-4.3寸屏-7寸电容触摸屏-华之晶
2020-05-09

1) TEG的目的

TEG是Test Element Group的缩写。TEG主要的目的有两个:

a) 特性检测

特性检测主要检测屏是否符合预期的要求。包括TFT特性的检测、膜质的检测(电阻率、介电常数)定制4.3寸屏

b) 工艺监控(Process Monitor)

2) TEG的位置

TEG的图形的放置根据具体情况而定,一般可以把TEG的图形放在一起,这样可以多取屏,增加屏的数量。

TEG图形放在基板的一侧或两侧,如此可以进行有选择性的曝光。如果是以检测为主,则可以把TEG图形曝光。如果是以生产为主,则可以调整曝光机选择TEG图形不曝光。定制4.3寸屏

TEG的位置情况可以参照下图:



上图中红色为曝光机的有效曝光区域。如果生产时不需要TEG图形则可以调整曝光机选择不曝光TEG。

3) TEG图形分类

①TFT

a) 特性检测

特性检测主要包括迁移率μ、阈值电压VTH、关态电流IOFF的检测。定制4.3寸屏

b) 种类

可以改变TFT的W/L值,测出不同种类TFT的特性。也可以设计不同形状的TFT进行检测。

c) TFT TEG的图形



设计TEG时,每个电极的位置间距以及各个TFT TEG图形之间的间隔根据检测设备而定。电极上必须涂上ITO,防止金属电极氧化。

以Gate为例说明部分的。



d) TFT像素构造

在做TFT特性的TEG图形时,可以把像素图形也做出来。这样可以确认像素的充电情况;可以通过Cs确认整个像素的电容(此时没有Clc)。定制4.3寸屏



②电阻的检测

涉及到电阻的膜有以下一些:Gate金属、Source金属、ITO、n+ a-Si(a-Si)。以下以金属Cr为例,说明电阻TEG图形的设计方法。

a) 测定原理

测定原理的电路示意图如下:



b) 测定方法

电阻的测定是指测定金属的电阻率。电阻的计算公式为:R=slρ,s=w×t(w为线宽、t为膜厚)。

电阻率ρ的范围大致可知,膜厚t为已知,w由曝光机的精度决定。测定所需要的电阻范围100Ω≦R<1MΩ。根据这个范围可以确定TEG图形的长度l。定制4.3寸屏

电阻测定的TEG图形如下:



总电阻R的阻值不能过大,否则测定的电流值过小,会影响测定的精度。

测电阻还有另外一种方法,在TEG图形的两端加一定电流,然后用电压表测出长度为l的电阻上的电压值。根据电阻公式,可以测出电阻率ρ。



这种测量方法的电压范围应在μV~mV之间,电流范围应在μA~mA之间

线宽w和长度l的确定:在整体电阻上加一10V电压,此时的电流I应满足μA~mA之间。

③接触电阻的测定

接触电阻是指两种不同膜质的膜相互接触形成的电阻。主要有ITO与Source的接触电阻、Source与Gate的接触电阻、Source与n+ a-Si的接触电阻。

接触电阻的测定原理和电阻的测定原理一致。定制4.3寸屏



上图中,填充部分为接触孔。假设现要测定ITO与Source的接触电阻,图中绿色为Source,红色为ITO。则,总电阻R=RITO+RSource+RContact。

因为RContact的阻值非常小,所以要串连多个电阻才可以测得精确的RContact值。

上述方法中必须保证RITO、 RSource值的精确。

另外一种方法:可以做出不同尺寸的金属图形,进行比较。例如:先以长l=100,宽w=10做出一TEG图形,再做出l=50,w=10的TEG图形。此时有:

Rtotal(100,10)-Rtotal(50,10)=1/2(RITO+RSource)

上式中RITO+RSource为l=100,w=50时的金属电阻之和。



总的电阻R的取值范围100Ω<R<1M,一般来说,数KΩ为最佳。

在做接触孔的时候,可以做不同尺寸的TEG图形来测定接触电阻的大小。从而可以获取设计所需要的信息(接触孔最大可做多大,最小有多小)。

金属电阻的确定:一般金属电阻在10Ω左右。

④电容

a)目的

电容TEG的目的是为了测定各介质的介电常数ε。因为在计算电流ID时有

ID=}21){(2DDTHGVVVVCoLW−−μ

式中Co的求得需要测定介电常数ε。另外,在计算Cs、Cgs等电容时也需要知道介质的介电常数ε。

b)测定电容的示意图



c) 电容大小的确定

电容TEG所需电容的大小在1nF左右。电容计算公式有:

C=dSoεε

因为d为已知,ε的值大致可知,就可以根据上式确定S的大小:

S=εε0Cd

d) TEG图形

TEG的图形可做成正方形,边长l=S。如下图:



⑤漏电流、断路

a) 目的

漏电流TEG的目的是为了测定绝缘膜的耐压情况以及金属引线是否断路。定制4.3寸屏

b) 测定示意图





c) TEG图形

漏电流测定的TEG图形与断路测定的TEG图形可以做在同一图形之中。



上图也可以用于电阻的测定。

⑥ n+ a-Si刻蚀情况的确认

a) 目的

因为n+ a-Si刻蚀情况直接关系到TFT器件的性能。如果n+ a-Si刻蚀不完全(欠刻蚀)则会发生短路。TEG的目的即为确认是否发生过刻蚀。

b) TEG图形

可以做一些与TFT同形状的图形并联(10个左右)。



⑦ 膜厚的测定

膜厚用于ε的计算。

在做各种TEG图形时,可做出一个台阶用于膜厚的测定。

⑧图形

1、 线/间距

a) 目的

确认图形,测定曝光的能力。在刻蚀之后,可以确认可以做多大尺寸的图形。

b) TEG图形



TEG图形中各参数的确定:

L1=L2;L≈W。一般单个图形的长宽比大于10:1,且需要10个图形左右。改变L1(L2)的值做出不同的TEG图形。定制4.3寸屏

2、接触孔

a) 目的

确定可加工的接触孔的最小尺寸(显影、曝光),确定刻蚀后接触孔的尺寸。

b) TEG图形

接触孔之间要有足够的间隔,一般间隔和空的宽度相同即可。(如果接触孔有偏移,则间隔至少应是2倍的偏移量。)做出不同尺寸的接触孔大小。

TEG基本上有上面一些,另外也可以根据实际情况加入所需要的TEG图形。



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