TFT栅极刻蚀负载效应及解决方案

在薄膜晶体管(Thin film transistor,TFT)的栅极(Gate)刻蚀制程中,显示区(AA区)和引线区(Fanout区)因布线密度差异而存在刻蚀负载效应,两区域刻蚀程度差异大,刻蚀时间难以确定。抑制栅极刻蚀制程中的刻蚀负载效应,对品质确保具有积极意义。本文分析了湿法刻蚀微观过程,提出增加刻蚀液喷淋流量抑制刻蚀负载效应的方案。将增加喷淋流量的方案转化为调节3个刻蚀腔室(Etch1~Etch3)的刻蚀时间比例。在总刻蚀时间不变的前提下,进行3腔室不同时间比例的刻蚀验证,并对刻蚀结果进行聚类分析。最后,优选出抑制刻蚀负载效应的时间比例,并结合神经网络分析,对结果进行解析。实验结果表明,降低Etch3时间比例,增加Etch2时间比例,刻蚀负载效应可以被抑制。Etch1~Etch3的时间比例由33.33%∶33.33%∶33.33%调整为10%∶80%∶10%,AA区和fanout区刻蚀程度差异由0.575μm下降为0.317μm。通过调节3个刻蚀区间的时间比例,可以抑制刻蚀负载效应,缓解不同区域刻蚀程度差异,满足TFT量产需求。

湿法刻蚀条件对TFT中Cu电极坡度角和均一性的影响及工艺参数优化

目的 在高世代薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)产线的栅极刻蚀制程,明确大气压等离子体(Atmosphere Pressure Plasma,APP)清洗功率、清洗时间及刻蚀时间对刻蚀性能(关键尺寸偏差、均一性、坡度角)的影响规律,并获得最佳工艺条件,进而提升良率。方法 以APP清洗功率、清洗时间和刻蚀时间为影响因素,以关键尺寸偏差(CD Bias)、均一性、坡度角作为因变量,开展正交试验,明确因素影响重要性顺序;然后,对Cu电极坡度角的形成和刻蚀均一性变化进行分析;最后,采用回归分析获得刻蚀性能与刻蚀时间的函数关系式。结果 结果表明:刻蚀时间对刻蚀性能的影响最大,对APP清洁时间和功率的影响较小。刻蚀时间延长,关键尺寸偏差(CD Bias)增加、均一性变差、坡度角变大。为改善均一性和平缓坡度角,应缩短刻蚀时间。最佳工艺组合为:刻蚀时间85 s,APP电压9 kV,APP传输速度5 400 r/min。结论 刻蚀时间延长,未被光刻胶覆盖的Cu膜层被完全刻蚀,形成台阶,该台阶使刻蚀液形成回流路径。沿着回流路径,刻蚀液浓度、温度逐渐下降,刻蚀均一性由此恶化,坡度角因此增加。采用回归分析得到的刻蚀性能与刻蚀时间的函数关系式,为预测刻蚀效果和优选刻蚀时间提供了依据。

基于神经网络算法的LCDs模组强度提升研究

针对超轻薄窄边框笔电显示模组强度不足导致的破片问题,提出一种基于神经网络的模组强度预测模型,旨在设计阶段评估LCDs模组强度表现,并指导系统设计。首先,基于系统组装受力分析,建立模组强度单体评价标准和实验平台;其次,基于有限元力学仿真,研究不同设计对模组强度的影响规律,确认模组强度关键影响因子;然后,基于单因子交叉实验研究,并通过神经网络算法对数据进行训练学习,建立模组强度预测模型。实验值与预测值对比表明,该模型可准确预测不同设计条件下的模组强度,为前期的强度优化和系统设计提供有效技术指导。

一种可预测TFT-LCD垂直串扰水平的定量分析方法

电容耦合和TFT漏电引起的垂直串扰问题在高分辨率液晶显示器产品上变得较为突出,大大影响了产品良率。业内通常采用VESA 2.0标准利用窗口画面测试串扰水平,但目前还没有一种预测串扰水平的定量分析方法。本文从垂直串扰形成机理出发,提出了一种可预测垂直串扰水平的定量分析方法,可预测出不同模式产品垂直串扰最严重的画面,有利于我们更好地研究和分析产品的品质。首先,通过分析垂直串扰机理,得到了垂直串扰现象与源电压差之间的定性对应关系。然后,通过分析V-T曲线,得到窗口画面下的亮度变化与源电压差之间的定量关系|ΔL|=kα|ΔV|。通过PCB板上的输出节点可以得到各灰阶对应的正负源电压,依据灰阶画面对应的源电压找到V-T曲线上对应的点可求出对应的斜率k值,依据漏电机理可求出对应的源电压差值|ΔV|,|ΔV|变化不大时可认为漏电电压降系数α为定值,故可计算出不同灰阶背景画面在窗口画面影响下的亮度变化值|ΔL|,将|ΔL|除以V-T曲线上对应灰阶的亮度值即可得到串扰值,通过比较不同窗口画面的串扰计算值即可得出串扰最严重的画面。最后,采用VESA 2.0标准方法测试不同窗口画面下的垂直串扰水平,与此方法的计算结果进行比较,串扰变化趋势吻合较好,TN和ADS模式下的线性相关系数分别达0.98和0.93以上。结果表明,此方法可以用来定量地研究产品垂直串扰的问题。

TFT-LCD画面闪烁影响因子及定量分析方法

画面闪烁(Flicker)是TFT-LCD画面品质评价的重要指标。文章基于ΔVp及闪烁发生机理,通过一系列实验,首先研究了Vcom对闪烁的影响,结果表明Vcom对闪烁具有显著影响;随着闪烁灰阶升高,最佳闪烁呈逐渐减小趋势,常白模式产品最佳闪烁对应Vcom逐渐减小,而常黑模式产品最佳闪烁对应Vcom逐渐增加。其次,研究了VGH、VGL对闪烁影响,结果表明VGH、VGL变化对闪烁均有显著影响;同一闪烁灰阶,VGH增加不会影响最佳闪烁,但对应Vcom逐渐减小,而VGL增加最佳闪烁逐渐减小,但对应Vcom逐渐增加。最后,提出一种可以预测不同灰阶闪烁水平的定量分析方法,通过该方法计算得到的闪烁水平与VESA标准下FMA测试法所得的闪烁值趋势一致,常白模式和常黑模式产品线性相关系数均达0.95以上,证明该方法可以用来预测不同灰阶闪烁水平。这些研究对改善TFT-LCD闪烁问题提供了分析方法和解决思路。

UHD RGBW光学校正方法设计及验证

RGBW液晶屏中W子像素的加入使得应用于RGB中的光学校正方法无法直接应用于RGBW中,为了实现对UHD RGBW液晶屏的光学校正,文章建立了UHD RGBW光学校正系统,并基于自动补偿亮度原理对光学校正系统进行研究。首先,根据UHD RGBW色度等特征参数介绍了光学调试流程。进而,以白色为例分析了典型的测量算法,即在提取RGBW的基础上进行由RGB转换为RGBW的光学调试方法。最后,介绍了UHD RGBW的光学校正系统及算法,并在分析比较光学色度的基础上,说明了采用该光学校正算法的优势。实验结果表明:UHD RGBW光学校正在UHD机种上是可行的,能够满足测量校正色度的稳定、可靠及精度高等要求。

使用负型液晶的电源电路优化方案

文章基于使用负性液晶的显示屏,为实现TFT LCD的电路设计优化,对系统电源电路简化方面进行相关研究。首先,根据TFT LCD电路驱动原理介绍了目前常用的电源驱动架构。进而,以正性液晶为例分析了典型的电源电路设计,即常规Source Driver IC驱动的电源电路设计以及常态的TCON IC IO电压输出级电源电路。其次,介绍了使用负性液晶基础上的电源电路并对TFT LCD电源驱动进行简化电路设计,说明了采用该电源电路设计的优势。最后,对使用负性液晶的电源电路优化方案进行了总结。可以表明:文章提出的使用负型液晶的电源电路优化方案,能够满足TFT LCD电源电路系统的稳定、可靠及精度高等要求。

精细化管理-基于制程设备差异的SPC控制图建立方式探讨

随着市场竞争的日益激烈,为控制和提高产品品质,许多企业都采用SPC(Statistical Process Control)技术实时监控制程,科学预警产品品质的异常波动,以便及时采取措施,消除异常,恢复稳定生产。在生产过程中,设备腔室(chamber)间的差异不可避免,且对控制图敏感度、报警准确性,甚至最终的产品品质都有直接影响。本文通过对设备chamber间差异识别、数据正态性分析等方面进行梳理,提出了建立控制图的完整流程,进而提高SPC系统的过程控制和诊断能力。

基于成熟度-重要度四象限模型的差异化品质管理方法提升供应商生产稳定性

为提升供应商生产稳定性,提出一种基于成熟度-重要度四象限模型的差异化品质管理方法。成熟度-重要度四象限模型旨在完善供应商质量管理及评价体系,识别供应商管理人员及供应商能力差异进行合理的资源配置,实现管理前置化,促进供应商根据客户需求形成完整的自主改善体系。创造性的提出了一种供应商管理方法:建模→供应商能力及供应商管理人员能力评估→人员能力与供应商等级匹配,资源整合,并对供应商进行差异化管理→柏拉图识别关键问题点→从新产品节点管理及过程管理两方面开展管理活动。通过管理活动的展开已证明该套品质管理方法运行有效。

项目经理在弱矩阵组织结构中的最佳实践方式研究

项目管理从最早诞生于第二次世界大战时期的"曼哈顿计划",到目前已遍布各行各业,每个行业由于面临社会环境,企业内环境,和客户群及产品形态的不同,对实际项目管理的使用也有千差万别。本文通过研究液晶显示面板制造业等弱矩阵组织结构,寻找项目管理实现方式,尤其是针对项目经理权力的实现进行研究,为弱矩阵组织结构下,项目经理管理项目团队,实现项目目标提供参考。

CF TN型无树脂衬底基板的破片及改善方案研究

文章分析了CF(彩色滤光片)TN(扭曲向列)型无树脂衬底基板ITO(氧化铟锡)工艺后的破片机理,得出破片的主要原因为ITO膜层与玻璃基板直接接触,经过加热并急速冷却,造成基板内应力增大,弯曲强度降低,遂发生破片;通过对HPCP(前烘炉)设备软体修改,对NG(不良品)基板识别后Bypass(设备不加工)处理,可以避免TN型Normal(正常)产品NG基板ITO工艺后的破片问题,从而取消其原有的Color Repair(基板修补)分片流程,提升了产线的整体运营效率;通过改变TN型COA基板在HPCP的冷却方式,由Contact cooling type(接触式冷却方式)变更为Buffer cooling type(缓存冷却方式),避免了COA(Color Filter ON Array)基板在PS(Photo Spacer)工艺的破片,从而可以减少为了避免破片而增加的一道OC(Over Coater)层工艺,提升产品透过率的同时可以极大的减少材料的浪费。

一种基于泰伯子像的光刻系统并由期望图案设计掩膜板的方法

提出一种基于泰伯效应利用泰伯子像实现光刻,并利用反演光刻技术由期望图案设计掩膜板的方 法。泰伯子像是在分数倍泰伯距离上出现的一种像元倍增且呈棋盘状分布的自成像。根据菲涅耳衍射理 论分析可知,泰伯子像是两种泰伯像在同一平面的叠加,像元数量是两种泰伯像像元之和,即像元倍 增,由于叠加的两种泰伯像相位差 180°,呈现出棋盘状分布的现象。基于泰伯子像的成像现象,研究一 种掩膜板设计方法,针对一些特定的工艺窗口,将其转化为期望图案,由期望图案利用反演光刻技术设 计掩膜板图案。将期望的图案作为泰伯子像的结果利用反演算法推算出掩膜板的图案分布以及参数。

改善PECVD制程良率的方法初探

研究对PECVD制成良率进行改善和优化的方法,在PECVD中,Active在Gate膜的上方,Gate膜属于金属膜,设置在玻璃基板之上,而Active膜属于半导体膜,能够划分为5个层次,GH膜与上述两种膜产生直接接触,厚度为H,选择一定厚度的GH层进行沉膜处理,厚度为H1,通过毛刷清洗的方式将表面杂物清理干净,然后进行二次沉膜,主要针对表面凹凸不平之处,厚度为H2,H2属于H与H1的差值,随着H2数值的不断减小,使PECVD制程良率得到有效的改善。

斜齿轮时变啮合刚度算法修正及影响因素研究

针对势能法计算斜齿轮时变啮合刚度精度不足问题,提出一种刚度修正算法.考虑端面重合度大于或小于轴向重合度两种情况下单齿接触线长度的不同表达形式,建立齿根圆与基圆不重合时的变截面悬臂梁模型,采用切片法和积分思想推导并计算了斜齿轮啮合刚度,通过与ISO算法和有限元法对比分析,验证了该修正算法的可行性.在此基础上,探讨了螺旋角、模数、齿数、齿宽和压力角等参数对啮合刚度的影响.计算与分析表明,啮入段的相对时间与端面重合度和轴向重合度大小及比重有关;齿轮基本参数的变化引起重合度和单齿啮合刚度的改变,进而影响综合啮合刚度波动值和均值;当端面重合度或轴向重合度在整数附近时,啮合刚度波动值较小,而总重合度在整数附近时,啮合刚度波动值较大.与传统势能法相比,修正算法提高了斜齿轮时变啮合刚度的计算精度,在斜齿轮刚度激励的准确计算方面具有较强的实用性.

考虑批量的多目标柔性作业车间鲁棒调度

针对多品种小批量的柔性作业车间调度问题,构建了多目标柔性作业车间鲁棒调度模型,在模型中考虑了工件分批加工、批量启动时间和机器故障等因素。基于以上因素的特点,设计了有效的染色体编码方法、染色体解码策略及机器故障仿真算法。基于非支配排序遗传算法(Non-dominated Ranked Genetic Algorithm,NRGA)的基本框架,设计了多目标优化算法,并采用有效的交叉和变异算子避免产生非法解。通过对算例的仿真实验,验证了构建的模型和设计的求解算法能够有效提高调度的鲁棒性,有效避免实际调度性能的恶化。

废旧塑料化学回收技术的现状和展望——评《废旧塑料资源综合利用》

随着经济的不断发展,塑料制品在生活和工业上的利用不断增加,因此产生了大量的废旧塑料,从而引发“白色污染”问题不断加剧。垃圾填埋场产生的塑料废弃物造成严重的环境影响和浪费资源。不可生物降解的塑料,自然界中消化塑料的不可降解细菌,因为填埋在土壤中的塑料不能被有效降解,因此对土壤有很大的破坏性,地下水资源也会因此遭到污染。塑料废物焚烧后产生的有害气体对环境造成了重大损害。在我国,回收利用是一种环保,有着高潜力、低成本、价格优势和经济优势,系统地研究和开发技术,针对中国的生产和技术状况,塑料废物的回收和再利用是一种处理塑料废物的方法,可以促进我国塑料工业的进一步完善。

栅极坡度角对TFT器件制程的影响

薄膜晶体管(Thin film transistor,TFT)的栅极在截面方向上是一个台阶,栅极绝缘层(Gate Insulator,GI)和源漏极(Source和Data电极,SD电极)依次覆盖于台阶之上,覆盖程度以台阶覆盖率(台阶处GI层水平厚度与竖直厚度的比值)进行衡量。本文结合重庆京东方的HADS产品工艺制程,探究了栅极厚度、坡度角对GI层的台阶覆盖率的影响。同时,在覆盖率的基础上研究了台阶处和非台阶处的SD膜层刻蚀程度差异。结合量产中的不良,分析栅极坡度角、覆盖率、栅极腐蚀等相关不良的关系,并提出相应的良率提升措施。实验结果表明坡度角是影响GI覆盖率的关键因素,且栅极坡度角与GI覆盖率呈负线性关系。当栅极厚度在280~500 nm范围变化时,栅极坡度角每增加10°,GI层台阶覆盖率下降约20%。SD膜层覆盖在台阶上,因台阶的存在造成此处的SD层减薄,最终导致该处的SD膜层刻蚀程度加大。如果栅极坡度角偏大,会导致台阶处GI层减薄或者产生微裂纹,工艺制程中的腐蚀介质会透过减薄的GI层进而腐蚀栅极;此外,偏大的栅极坡度角会导致台阶处的SD电极有断线的风险。通过刻蚀液种类变更、刻蚀液成分微调、刻蚀工艺的优化可以降低栅极坡度角,规避上述良率风险。此外,对于栅极腐蚀型不良,也可以通过调整GI层的成膜参数来提升覆盖率。对于SD电极断线风险,可尝试增加光刻胶粘附力、台阶处SD线加宽等措施规避风险。

真空干燥参数对TFT栅极光刻性能的影响

液晶显示器薄膜晶体管(TFT)的栅极需经光刻工艺制得。在光刻工艺中,除曝光与显影环节外,光刻胶显影后的关键尺寸(DICD)和锥角(Taper)还受到真空干燥参数的影响。为此,文章以干燥制程的慢抽时间、保压时间和底压为自变量,DICD和Taper为因变量,采用全因子实验,研究了真空干燥制程对光刻胶DICD和Taper的影响。结果表明:慢抽时间和底压产生的影响较小,保压时间则是关键参数:随着保压时间增加,DICD增加、Taper降低。这是因为随着保压时间增加,光刻胶中的溶剂挥发总量增加,光刻胶更致密,显影速度下降,导致DICD增加;同时,光刻胶顶部溶剂挥发量增加,顶部感光剂浓度增加,导致顶部侧向显影程度增加,最终造成光刻胶Taper下降。此外,建立了DICD和Taper与保压时间的回归方程,可以预测光刻效果,或者由预期的光刻效果反推出所需的保压时间。此工作可为薄膜晶体管光刻产线的参数优化和产品良率提升提供参考。

光刻制程参数对光刻胶DICD和锥角的影响

光刻胶经过曝光、显影后的锥角(Taper)和关键尺寸(Develop Inspection Critical Dimension,DICD)是光刻工艺的重要参数。明确影响锥角和DICD的工艺参数,进而控制锥角和DICD,这对工艺制程至关重要。本文结合光刻制程,探究了光刻胶厚度、曝光剂量、Z值、显影时间对锥角和DICD的影响,并结合蒙特卡罗算法对显影制程进行评估。实验结果表明:光刻胶厚度每增加1μm,DICD增加约2.6μm。同时,厚度增加会导致光刻胶顶部的锥角逐渐由锐角向钝角演变。曝光剂量每增加10mJ/s,DICD则减小约0.8μm,锥角则呈阈值跳跃式上升趋势。基板在最佳焦平面曝光,DICD和锥角均一性最好。显影时间每增加10s,DICD下降约0.3m,锥角则增加约1.7°。最终,DICD和锥角呈负相关关系,可以通过调节光刻工艺参数对锥角和DICD进行控制。

TFT-LCD公共电压耦合畸变的影响因素及与线残像关系的研究

为了解决TFT-LCD的线残像不良,对信号线与公共电极之间的电压耦合的大小和影响因素进行了研究。利用金属熔接技术,测量了屏内公共电极电压在信号线电压作用下发生的耦合畸变的大小,并将其与线残像的严重程度进行了对比。同时通过对不同的影响因素,即版图设计、信号线电压及反转方式、TFT工艺流程、TFT膜质调整分别进行了研究和测试。结果显示信号线和公共电极及绝缘层构成了MIS结构的电容,电容容值的变化导致的公共电压耦合程度与线残像的严重程度呈现明显的对应关系。通过改变非晶硅半导体层的介电常数或者尺寸设计,可以减小信号线与公共电极间的寄生电容(包括信号线金属与公共电极线金属的交叠电容和信号线与像素公共电极间的侧向电容),降低公共电极电压的耦合程度,改善线残像不良。其中提高信号电压转换频率和用紫外光照射半导体层的改善效果最为明显,耦合电压分别下降了55%和62%,线残像的消失灰阶从L172或更高转变为低于L127。研究成果对于大尺寸、高分辨率、高亮度、低功耗的TFT-LCD产品的设计和性能改善,有着重要的指导和参考意义。