HADS产品通常使用有机膜材料来减小寄生电容, 以实现高像素密度(PPI)显示。本文对如何改善以顶层ITO为像素电极(Pixel Top)设计的有机膜产品的公共电极ITO与数据线间短路(DCS)不良进行了工艺优化研究。首先, 通过显微镜、聚焦离子束对HADS有机膜产品DCS不良发生机理进行了分析, 进而提出了第一钝化绝缘层刻蚀工序省略、保留第一钝化绝缘层至公共电极与像素电极间第二钝化绝缘层刻蚀时进行“一步刻蚀”的工艺流程变更改善方案。针对新工艺流程验证中TFT栅极过孔处第一钝化绝缘层出现的底切不良, 通过调整等离子增强化学气相沉积成膜参数改善第一钝化绝缘层膜质, 并选取最优成膜条件进一步调整干法刻蚀参数改善刻蚀形貌, 获得了优良的栅极过孔刻蚀坡度角。优化后的“一步刻蚀”工艺进行的TFT基板, 其栅极过孔第一钝化绝缘层坡度角小于40°, 与栅极绝缘层间无明显刻蚀台阶。量产验证有机膜缺失导致的DCS发生率降为0。通过优化工艺, 在降低产品不良率的同时还减少了工艺步骤, 提升了产能。

随着显示技术的发展, Ti/Al/Ti材料需求的厚度越来越厚, 布线越来越窄。目前LTPS显示技术中常规的设计为Ti/Al/Ti材料衬底使用无机膜, 后续柔性OLED显示技术新设计中Ti/Al/Ti衬底开始逐渐使用有机膜(聚酰亚胺等), Ti/Al/Ti干法刻蚀工艺面临的挑战越来越大。本文主要研究在常规Ti/Al/Ti干法刻蚀工艺中, BCl3气体对Ti/Al/Ti侧面形态的影响以及对光刻胶刻蚀速率的影响, 实验结果表明: 随着BCl3气体流量的增加, Ti/Al/Ti侧面保护膜的厚度越来越薄, 对PR胶的刻蚀速率越来越小。本文研究结果便于更好地应对后续Ti/Al/Ti干法刻蚀衬底为有机膜的新工艺。

通过不同感应耦合等离子体刻蚀条件下进行的玻璃基板发生光刻胶变性的位置, 研究光刻胶变性与下部电极结构的相关性。研究结果表明: 下部电极的Dam区对玻璃基板的冷却效果较差, 导致该区域的玻璃基板上光刻胶容易产生变性。经过对下部电极Dam区的改造可以有效增大玻璃基板的冷却范围, 改善光刻胶变性残留问题。

研究了利用ICP(Inductively Coupled Plasma)干法刻蚀工艺制备长波碲镉汞光导器件过程中刻蚀气体压强对材料电学参数的影响。发现增大气体压强会导致材料的电学性能衰退, 表现为材料的载流子浓度增加、迁移率降低以及电阻率增加。分析认为增大的压强使得材料内部产生了更多的填隙Hg离子, 增强了载流子受到的电离杂质散射作用; 同时材料内部也产生了更多的缺陷, 极化声子散射作用也因此加强。由此解释了在流片过程中出现的某一批次碲镉汞光导器件性能的恶化是该批次器件ICP刻蚀工艺中的气压参数增加所致。

为了改善过孔的干法刻蚀中刻蚀率的不同导致SD线和P-Si接触面积不一致的问题, 同时解决ELA工艺导致P-Si表面突起而造成SD与P-Si点状接触的问题, 探究了过孔的不同干法刻蚀工艺对TFT-LCD性能的影响, 从中找出最佳的过孔干法刻蚀工艺。利用京东方产线设备制备了两种不同的LTPS阵列样品, 样品一的过孔工艺采用传统的底部接触方式, 样品二采用新的侧面接触方式,样品一和样品二其余的工艺过程一致。实验结果表明: 多点的U-I曲线由发散变为集聚, 电子迁移率有所提高; SEM数据表明采用侧面接触方式能够完全将P-Si刻穿。采用侧面接触方式能够明显的解决干法刻蚀中刻蚀率的不同导致SD线和P-Si接触面积不一致的问题, 同时避免了ELA工艺导致P-Si表面突起而造成SD与P-Si点状接触的问题, 电学性能有所改善, 同时减少了工艺时间, 提高了产能。

通过微电子机械技术(MEMS)在抛光的熔融石英基材表面制作了平面精度达到0.4 μm的超大单片面积的全息透镜。采用了分辨率达到0.2 μm的步进投影式拼接光刻, 适合石英基材的专用等离子耦合刻蚀(ICP)干法刻蚀技术, 特殊的物理清洗方法, 以及相关的多项辅助工艺。透镜理想面形横截面曲线为分段抛物线, 每一片由23个柱状结构单元周期横向排列构成, 采用等深度不等宽度的4台阶结构拟合, 单元宽度约为2.966 mm。在4 in(10.16 cm)圆片上, 获得了单片尺寸为68 mm×68 mm的方形透镜。采用接触式台阶仪, 扫描电子显微镜(SEM), 高倍光学显微镜等方法进行不同阶段检测。结果显示: 台阶平面精度为0.4 μm, 垂直精度为30 nm, 有非常好的立墙陡直度和刻蚀均匀性。此工艺方案可实现小规模批量生产, 成本适中, 可以直接用于制作6 in(15.24 cm)以上同等级要求的石英透镜, 经适当改进也可用于蓝宝石等基底材料的制作。

为了对TFT-LCD中的闪烁不良进行改善，本文通过研究TFT-LCD中干法刻蚀（Nplus Etch）对TFT特性的影响，以此对刻蚀条件（Power、Gas）进行优化，达到降低Photo-Ioff的目的。实验结果表明，当干法刻蚀主工艺条件为：Source/Bias=4 k/5 k、Press=90 mT、SF6/O2=1.1 k/3 kml/min，AT Step条件为：Source/Bias=2 k/2 k、Press=100 mT、SF6/O2=3 k/3 kmL/min时，Photo-Ioff由量产最初的58.15降至20.52，闪烁由15%~30%降至10%以下。干法刻蚀工艺条件的优化对TFT特性以及闪烁有明显改善效果。

研究了InAs/GaSb Ⅱ类超晶格的几种台面腐蚀方法.实验所用的InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料是使用分子束外延设备生长的, 材料采用PIN结构, 单层结构为8ML InAs/8ML GaSb.腐蚀方法分为干法刻蚀和湿法腐蚀两大类.干法刻蚀使用不同的刻蚀气氛, 包括甲基、氯基和氩气；湿法化学腐蚀采用了磷酸系和酒石酸酸系的腐蚀液.腐蚀后的材料台阶高度是使用α台阶仪测量, 表面形貌通过晶相显微镜和扫描电镜表征.经过对比研究认为, 干法刻蚀中甲基气氛刻蚀后的台面平整, 侧壁光滑, 侧壁角度为约80度, 台阶深度易控制, 适合深台阶材料制作.湿法腐蚀中磷酸系腐蚀效果好, 台面平整, 下切小, 表面无残留, 适用于焦平面红外器件制作工艺.

通过改变压力、O2和SF6的流量研究干法刻蚀增强型阴极等离子耦合模式下对PR胶灰化速率、均匀性、H/V比值的影响。研究结果表明：在一定范围内随着压力的不断增大，PR的刻蚀速率逐渐增大，同时刻蚀的均匀性也逐渐变好，H/V逐渐变大；增加单组分SF6流量时刻蚀率和H/V比值均先增大后减小，而刻蚀均匀度数值有先减小后增大的趋势；增加单组分O2流量时PR灰化速率变化不明显，但刻蚀的均匀性逐渐变好，H/V比值先增大后减小；当O2和SF6的流量比例不变时，同时增加O2和SF6流量，PR灰化速率会先增加后减小，均匀性数值和H/V比值先减小后增大。

随着InSb红外焦平面探测器的发展，焦平面阵列规模越来越大，像元面积越来越小。湿法刻蚀因其各向同性的特点，导致像元钻蚀严重，越来越难满足大规格InSb焦平面器件的要求。研究了以Ar/CH4/H2 作为刻蚀气体，利用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀大规格InSb晶片的初步研究结果，研究不同RF 功率、腔体压力和Ar的含量对刻蚀速率、表面形貌的影响及InSb表面残留聚合物的去除方法。