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引言1

一、平板显示——人类智慧之窗1

二、薄膜晶体管的技术特点2

第一章　TFT-LCD生产线建设6

1.1 TFT-LCD项目准备工作6

1.2　投资估算8

1.3　厂房建设9

1.4　净化系统11

1.5　信息管理系统13

1.6　技术管理系统17

1.6.1 技术系统的结构17

1.6.2 岗位职责19

1.6.3　技术文件20

1.7　TFT阵列制造的主要设备23

1.8　TFT阵列制造的设计技术和研发25

第二章　TFT元件的结构及特点27

2.1　场效应晶体管的工作原理27

2.2　非晶硅TFT的结构与特点32

2.3　TFT阵列36

2.3.1　TFT与像素、子像素和显示格式36

2.3.2　TFT与像素间距39

2.3.3　TFT与亮度40

2.3.4　TFT与对比度40

2.3.5　TFT与开口率41

2.3.6 TFT与响应速度43

2.3.7　TFT与闪烁43

2.3.8　TFT的寄生电容与交叉串扰44

2.3.9 TFT阵列的等效电路44

2.3.10　TFT-LCD显示器TFT的主要参数46

第三章　TFT工艺概述47

3.1　阵列工艺的主要设备48

3.2　阵列工艺的主要原材料52

3.2.1 玻璃基板53

3.2.2 靶材54

3.2.3 特药、特气55

3.3　7次光刻的简要回顾55

3.4　TFT 5次光刻的工艺技术67

3.5　4次光刻技术69

3.6　多晶硅和高迁移率TFT技术75

3.6.1 多晶硅TFT技术75

3.6.2 非硅基高迁移率TFT81

3.7　硅基液晶显示技术82

3.8　TFT阵列工艺技术课题83

3.9　TFT制造统计过程控制84

第四章　TFT阵列制作清洗工艺90

4.1　污染物来源及分类90

4.2　洗净原理及方法92

4.2.1 湿式清洗92

4.2.2 干式清洗93

4.3　洗净材料94

4.4　洗净设备101

4.5　清洗工艺条件的确定109

4.5.1 紫外干洗工艺条件的确定109

4.5.2　洗净能力评价111

4.5.3　干燥处理112

4.5.4 单元条件设定和点检112

4.6　清洗作业安全及作业异常处置115

4.6.1 清洗作业安全及注意事项115

4.6.2　作业异常处置115

4.7　洗净工艺展望116

第五章　溅射成膜（金属膜）117

5.1　溅射技术历史的简短回顾117

5.2　溅射原理及分类121

5.2.1　溅射原理122

5.2.2　溅射分类125

5.3　溅射材料129

5.3.1 溅射气体129

5.3.2　溅射靶材129

5.4　溅射设备130

5.4.1 溅射设备的结构131

5.4.2　成膜室构造133

5.4.3 溅射设备的主要技术指标134

5.5　溅射工艺条件的确定138

5.5.1 直流电源功率的确定138

5.5.2 成膜气体压力的确定140

5.5.3 工艺室真空度的确定140

5.5.4　磁场强度及其分布141

5.5.5 成膜温度的确定141

5.5.6　溅射距离142

5.6　金属膜质量控制143

5.6.1　基板表面灰尘管理143

5.6.2　Sheet阻抗测量143

5.6.3　透过率和反射率测量143

5.6.4　结晶构造观察145

5.6.5　膜应力测量145

5.6.6 密着性测定146

5.6.7　膜厚测量146

5.6.8　金属膜的工艺问题146

5.7　溅射作业安全及异常处理147

第六章　CVD成膜（非金属膜）153

6.1　化学气相沉积技术原理及分类154

6.1.1 化学气相沉积技术原理154

6.1.2 化学气相沉积技术的分类156

6.2　CVD材料158

6.2.1　硅烷（气）158

6.2.2　磷烷159

6.2.3　氨气160

6.2.4　笑气161

6.2.5 氢气161

6.2.6 氮气162

6.3　CVD设备163

6.3.1　Unaxis设备总体结构说明166

6.3.2　装载腔和传送腔结构168

6.3.3　反应室结构169

6.3.4　供气、排气、除害、水循环系统170

6.3.5 附件171

6.4　CVD工艺条件的确定174

6.4.1　G-SiN工艺条件174

6.4.2　连续3层成膜181

6.5　TFT元件特性的简单讨论184

6.6　CVD成膜设备的回顾与展望188

第七章　曝光与显影工艺技术191

7.1　工艺原理191

7.1.1　基本概要191

7.1.2 TFT的结构192

7.1.3 工艺流程194

7.2　曝光工艺材料——光刻胶195

7.3　曝光工艺设备197

7.3.1 涂胶机197

7.3.2　曝光装置201

7.3.3　掩模板208

7.4　工艺条件的确定213

7.5　灰度掩模板光刻工艺218

7.6　曝光量与光刻胶形状评价220

7.6.1 工艺评价项目221

7.6.2 工艺调试221

7.6.3　光刻胶刻蚀223

7.6.4　GT部光刻胶断面形状的确认224

7.7　工艺管理与设备日常点检225

7.7.1 工艺管理225

7.7.2　设备日常点检227

7.8　显影230

第八章　湿刻工艺技术232

8.1　湿法刻蚀原理233

8.2　湿刻工艺235

8.3　湿法刻蚀设备238

8.4　工艺性能要求239

8.4.1　栅极湿刻239

8.4.2　漏源极湿刻240

8.4.3　像素电极湿刻243

8.5　工艺参数245

8.5.1 药液温度246

8.5.2　药液处理时间246

8.5.3 药液喷淋压力255

8.5.4 药液浓度控制及药液寿命256

8.5.5 药液入口淋浴流量256

8.5.6　液切气刀流量257

8.5.7 水洗时间与水洗喷淋压力257

8.5.8　水洗入口淋浴流量258

8.5.9 干燥槽空气刀的流量258

8.6　湿刻工艺中常见的缺陷258

第九章　干刻工艺技术265

9.1　等离子体干刻原理266

9.2　干刻设备271

9.3　干刻工艺273

9.4　硅岛刻蚀工艺277

9.4.1 硅岛刻蚀工艺规范278

9.4.2 日常点检与灰尘检查281

9.4.3　调整作业283

9.4.4　刻蚀速率的测定283

9.4.5　段差测定284

9.5　光刻胶刻蚀工艺292

9.6　沟道刻蚀工艺293

9.7　接触孔刻蚀工艺规范296

第十章　光刻胶剥离与退火303

10.1　光刻胶剥离原理与材料304

10.2 工艺要求305

10.3　装置介绍306

10.4　重要工艺参数310

10.5　工艺条件设定312

10.6 日常点检319

10.7　退火321

第十一章　缺陷解析技术323

11.1　缺陷解析基础323

11.1.1 影响TFT性能的主要参数及其因数323

11.1.2 像素电容的充电325

11.1.3 电压补偿329

11.1.4　栅极延迟331

11.2　TFT阵列缺陷的分类与代码334

11.2.1　TFT阵列缺陷的分类334

11.2.2　TFT阵列缺陷代码338

11.3　缺陷解析的主要工具339

11.4　缺陷解析流程339

11.4.1　缺陷分布图341

11.4.2　设备调查343

11.5　主要缺陷解析343

11.6　TN型液晶显示器TFT缺陷图谱及解析348

11.7　超精细宽视角型液晶显示器TFT缺陷图谱及解析357

第十二章　TFT检查与修复361

12.1　阵列检查流程361

12.2　流程设定366

12.3　检测设备368

12.4　宏观／微观检查368

12.4.1 宏观检查369

12.4.2 宏观／微观检查设备工作原理372

12.5　自动外观检查装置374

12.6　激光修复和激光CVD装置380

12.7　阵列测试检查装置383

12.8　断路和短路电气检查装置391

12.9　附录　TN 4 Mask产品图案检查操作规格书396

第十三章　TFT制造工艺小结与技术展望404

13.1　TFT阵列制造工艺小结404

13.2　TFT平板显示技术展望408

参考文献410