在薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)面板制程中, Gate层(栅极)电路和SD层(源极)电路根据产品电阻等要求可以使用纯金属膜层, 如钼、铜等金属膜层, 也可以使用金属复合膜层, 如铝钼、铝钕钼、钼铝钼等金属复合膜层。当使用不同金属或金属复合膜层作为Gate、SD电路时, 应当对应不同的刻蚀液。但在实际生产时, 往往是一种刻蚀液同时对应金属膜层或金属复合膜层。由于钼金属膜层的Etch Rate(刻蚀速率)大于铝钼等金属复合膜层Etch Rate, 所以当铝钼等金属复合膜层刻蚀完成后对应坡度角有时会存在异常, 如膜层角度较大(80~90°)、顶层金属钼发生尖角或缩进等现象, 产生宏观不良及进行后工序时会产生相应的光学不良或导致后层物质残留, 影响产品品质。本文针对金属膜层或金属复合膜层坡度角进行影响因素分析, 主要受刻蚀工序及曝光工序影响。通过对刻蚀液浓度调整、温度调整、刻蚀方式调整及曝光工序等调整减少金属钼发生尖角、缩进几率, 将金属膜层坡度角控制在60°左右及金属复合膜层坡度角控制在50°左右, 从而降低不良的发生率, 提高产品品质。

Full-in-cell(FIC)产品信号线SD层结构为Mo-Al-Mo结构, 使用Reactive Ion Etching(RIE)模式干法刻蚀设备进行N+ Etch时, 氯的化合物会吸附在信号线中的Al线侧壁及光刻胶的表面, 当玻璃基板离开刻蚀腔体接触到空气, 遇到水分发生水解反应, 对Al线造成腐蚀, 严重影响产品特性。本文在RIE刻蚀模式腔体内采用刻蚀条件变更改善Al腐蚀现象, 通过对刻蚀的前处理步骤, 后处理步骤以及去静电步骤的参数包括压强、功率和时间以及气体流量比进行实验设计并对数据进行分析。实验结果表明当后处理步骤2 000 W, O2/SF6比例为2 000 mL·min-1/50 mL·min-1, 压强为200 mt(1 mt=0.133 Pa), Time为15 s为最优条件, 可以彻底改善Al腐蚀现象。此条件TFT特性方面更加优越, Dark Ion为1.91 μA, Photo Ioff为4.1 pA。

造成TFT不稳定的问题点一般认为有两种: 一是沟道内半导体材料内部的缺陷，另一个是栅极绝缘层内的或是绝缘层与沟道层界面的电荷陷阱。TFT-LCD在长期运行时由于高温及光照的影响会导致漏电流增加，进而对TFT造成破坏。分析研究表明，TFT 沟道在刻蚀完成后，沟道内部存在一定的缺陷以及绝缘层与沟道层界面存在电荷陷阱，平面电场宽视角核心技术-高级超维场转换技术型产品由于设计的原因面临着如果进行氢处理会导致与其与氧化铟锡中的铟发生置换反应，导致铟的析出，所以无法采用氢处理。理论分析表明Si-O键稳定，本文主要介绍通过氯气/氧气和六氟化硫/氧气对TFT沟道进行处理改善高温光照漏电流。结果表明，通过氯气/氧气和六氟化硫/氧气处理TFT沟道后，高温光照漏电流从18.19 pA下降到5.1 pA，可见氯气/氧气和六氟化硫/氧气对沟道处理可有效改善高温光照漏电流。

随着高分辨率产品导入, TFT-LCD 阵列段各项参数范围越来越小, 工艺要求更为严格, 为了更好地管控湿法刻蚀各项参数, 本文以湿法刻蚀FI CD(Final Inspection Critical Dimension)均一性的影响因素及如何提高FI CD均一性为目的进行研究。首先, 通过对湿法刻蚀设备参数(主要包括刻蚀液温度、流量、压力、浓度、Nozzle Sliding、Oscillation Speed、刻蚀时间等)进行试验, 验证各项参数对FI CD均一性的影响。其次, 对沉积工序、曝光工序以及产品设计等进行试验, 获悉影响因素并进行改善。通过对湿法刻蚀设备自身参数的调整, 如减少设备温度、流量、压力波动, 使参数保持相对稳定状态, 可有效改善湿法刻蚀FI CD均一性, FI CD的均一性可从1.0降低至0.5。通过对湿法刻蚀设备参数进行试验并做相应调整, 湿法刻蚀FI CD均一性改善效果显著。