TFT工艺制程详解-东莞华之晶-LCD段式液晶屏-定制LCM模块
2020-05-28

(二)工艺制程


在上面的工艺流程中,我们提到,阵列的工艺流程是成膜、光刻、刻蚀等工艺制程的反复使用。以下就这些工艺制程作具体的介绍。东莞华之晶

1、成膜

顾名思义,成膜就是通过物理或化学的手段在玻璃基板的表面形成一层均匀的覆盖层。在TFT 阵列制作过程中,我们会用到磁控溅射(Sputter,或称物理气相沉积PVD)和等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)。

A)磁控溅射(Sputter)

溅射是在真空条件下,用 He 气作为工作气体。自由电子在直流 DC 电场的作用下加速获得能量,高能电子碰撞 He 原子,产生等离子体。He 离子在

DC 电场的作用下,加速获得能量,轰击在靶材上,将靶材金属或化合物原子溅射出来,沉积在附近的玻璃基板上,最后形成膜。磁场的作用是控制等离子体的分布,使成膜均匀。磁控溅射的原理示意图如下:东莞华之晶


具体溅射原理的介绍和详细的设备介绍参见后面相关的章节。

 

B)PECVD

PECVD 是通过化学反应在玻璃基板表面形成透明介质膜。等离子体的作用是使反应气体在低温下电离,使成膜反应在低温下得以发生。其原理示意图如下:


具体PECVD 原理的介绍和详细的设备介绍参见后面相关的章节。

2、光刻:涂胶、图形曝光、显影 东莞华之晶

光刻的作用是将掩模版(Mask)上的图形转移到玻璃表面上,形成PR

Mask。具体通过涂胶、图形曝光、显影来实现。见以下示意图:


A) 涂胶

在玻璃表面涂布一层光刻胶的过程叫涂胶。对于小的玻璃基板,一般使用旋转涂布的方式。但对大的基板,一般使用狭缝涂布的方式。见以下示意 图:


B) 图形曝光

涂胶后的玻璃基板经干燥、前烘后可以作图形曝光。对于小面积的基 板,可以采用接近式一次完成曝光。但对大面积的基板,只能采用多次投影曝光的方式。下图是Canon 曝光机的工作原理图:


由于大面积的均匀光源较难制作,Canon 采用线状弧形光源。通过对

Mask 和玻璃基板的同步扫描,将Mask 上的图形转移到玻璃基板上。

C) 显影 东莞华之晶

经图形曝光后,Mask 上的图形转移到玻璃基板上,被光阻以潜影的方式记录下来。要得到真正的图形,还需要用显影液将潜影显露出来,这个过程叫显影。如果使用的光阻为正性光阻,被 UV 光照射到的光阻会在显影过程中被溶掉,剩下没有被照射的部分。显影设备往往会被连接成线,前面为显影,后面为漂洗、干燥。示意图

如下:


3、刻蚀:湿刻、干刻 东莞华之晶

刻蚀分为湿刻和干刻两种。湿刻是将玻璃基板浸泡于液态的化学药液中,通过化学反应将没有被PR 覆盖的膜刻蚀掉。湿刻有设备便宜、生产成本低的优点,但由于刻蚀是各向同性的,侧蚀较严重。干刻是利用等离子体作为刻蚀气体,等离子体与暴露在外的膜层进行反应而将其刻蚀掉。等离子体刻蚀有各向异性的特点,容易控制刻蚀后形成的截面形态;但但高能等离子体对膜的轰击会造成伤害。湿刻与干刻的原理见下 图:


湿刻的设备一般与后面清洗、干燥的设备连成线,见下图:


干刻设备与PVD 及PECVD 设备一样,一般采用多腔体枚叶式布局。由于设备内是真空环境,玻璃基板进出设备需要 1-2 个减压腔。其余腔体为工艺处理腔。见以下示意图:


4、脱膜 东莞华之晶

刻蚀完成后,需要将作掩模的光阻去除,去除光阻的过程叫脱膜。一般脱膜设备会与其随后的清洗、干燥设备连线。





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