ARRAY-制程TFT等效电路解析

SL
TFT
CS
IVO Confidential
2PEP
成膜
⇒涂光刻胶 ⇒曝光
⇒显影
⇒刻蚀
⇒剥离
SL
TFT
CS
IVO Confidential
3PEP
成膜
⇒涂光刻胶 ⇒曝光
⇒显影
⇒刻蚀
⇒剥离
TFT
CS
IVO Confidential
4பைடு நூலகம்EP
成膜
⇒涂光刻胶 ⇒曝光
⇒显影
⇒刻蚀
⇒剥离
TFT
CS
IVO Confidential
沟道
漏电极(drain极)
Source线
IVO Confidential
等效电路
S极，对应剖面图中如下位置：
信号 线(数 据线) Data
D极，对应剖面图中如下位置：
S(源电极)
Cs
Source
D(漏电极)
Drain
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4 PEP : 钝化保护层 P-SiNx （绝缘层）
Common线
ITO
此处充液晶， 形成液晶电容
CF层
通过导电晶球压破，使 CF和Common线导通
CF与Common线中 竖直方向的线导通
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Array 5PEP 完整制作过程模拟
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1PEP
成膜 ⇒涂光刻胶
⇒曝光 ⇒显影 ⇒刻蚀 ⇒剥离
光
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3PEP俯视图
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3 PEP剖面图
1.金属膜材料 : Mo/Al/Mo 2.成膜方式 : 溅射（PVD） 3.刻蚀方式 : 湿蚀刻M2 干蚀刻沟道 (N+a-Si) 4.作用：数据电极
（提供信号，对液晶电容进行充电）
Drain极
信号线、源电极(source极)
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Array 5PEP 制程简述
1 PEP : Gate电极与Cs(common)线 2 PEP : a - Si 岛 (Island) 3 PEP : 源/漏 (S/D) 电极 4 PEP : 钝化保护层 P-SiNx 5 PEP : 象素电极 ITO
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5PEP
成膜
⇒涂光刻胶 ⇒曝光 ⇒显影
⇒刻蚀
⇒剥离
TFT
CS
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Thanks！
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TFT各层名称
S 电极
P-SINx
D 电极 ITO电极
第三层
第四层 第三层
第二层 第五层
Gate 电极
第一层
玻璃基板(Glass) GIN – a-Si GIN – N+a-Si GIN - SINx GI - SINx
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工艺流程
Light Photo Resist Photo Mask Photo Resist Thin Film Thin Film Glass
Gate线
玻璃基板
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1PEP剖面图（2）
Gate线
Common线
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等效电路
G线，对应剖面图中如下位置：
扫描线
G(栅电极或闸极)
Gate电极
Common线，对应剖面图中如下位置：
Cs
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2 PEP : a-si 岛 (Island) （TFT的主要工作层） （起到“开关”的作用）
过孔
导通D极（3PEP）和象素电极ITO（5PEP） （下文中会讲到）
过孔
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4PEP 等效电路
过孔：使漏极 （D极）与ITO 相连
Cs
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5 PEP : 象素电极 ITO
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5PEP俯视图
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Array制程、TFT等效电路介绍
Prepared by: update: 2012 ／11／28
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Array 制程
素玻璃 重 复 五 次 （ 五 层 膜 ） 成膜 上光阻 统称黄光 剥膜 蚀刻 显影 曝光
基板测试 OK
NG
进行维修
送至Cell厂
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+ + + --+ +
+
+- +
+
+
++
-
-
-+
-+
+
-
+ -
GIN – N+a-Si （N plus层）
G电极给入高电平时： a-Si层中负离子向下偏移，由于总电荷为0， 一次正离子向上偏移， 使N plus中的负离子向下吸附，正离子向上 吸附。因此“开关”导通
GIN - a-Si （a-Si层）
Array制作的ITO（象素电极） 与Cell采购的CF（共通电极） 之间形成液晶电容。那么，CF 的Power是如何形成的呢？
CF
ITO
共通电极 液晶 象素电极
框胶
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CF中的Power是如何给的
在Cell厂内，有一个步骤为 ODF，即为贴框胶。在框胶 内，加入了导电晶球（类似 于ACF），当CF Bonding 上去时，导电晶球被压破， 使CF和Common线导通。 因此CF中的Power是由 Common线提供的。
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4PEP俯视图
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4 PEP剖面图
1.非金属膜 : 钝化层 P-SiNx 2.成膜方式 : 等离子 CVD（PECVD） 3.刻蚀方式 : 干蚀刻 4.作用：阻隔从TFT外部来的不純物,保护TFT器件，并起到绝缘的作用。
钝化保护层
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CVD：化学气象沉积，即化学反应方式成膜
GIN-SiNx
GI-SiNx
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2PEP下面两层的作用
GIN-SiNx
玻璃基板
GI-SiNx
1.GI-SiNx层： 一次成膜； 目的在于阻止G线和S线之间Short. 2.GIN-SiNx层： 二次成膜； 一次成膜后，Array会清理膜上的异物避免G线和S线Short，但是一些大 的异物可以去除，细小的异物难以去除，因此会有二次成膜，来进一步阻 止G线和S线Short.
5 PEP剖面图
金属膜材料 : 氧化铟和氧化锡的混合 物(In2O3、SnO2) 成膜方式 : 溅射 刻蚀方式 : 湿蚀刻 象素电极ITO，与CF形成液晶电容，分 布在每个Pixel的方格子中间。 象素电极（ITO层）
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等效电路
象素电极 (ITO)
Cs
IVO Confidential
+ + +
+ + + +
+ +
-
-
+
+
+
-
-
+
+ +
-
+
-
-
-
+
+
-
-
-
-
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等效电路
有源层 a - Si
当有高电平给入时，“开关”打开， S极和D极导通； 给入低电平时，“开关”关闭， S极和D极断开。
Cs
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3 PEP : 源/漏(S/D)电 极(Source/Drain) （S线）
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2PEP俯视图
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2 PEP 剖面图
1、非金属膜 : 栅绝缘膜SiNx ; 半导体 层a-Si ; 欧姆接触层N+ a-Si 2、成膜方式 : 等离子 CVD（PECVD） 3、刻蚀方式: 干蚀刻 4 、作用：TFT的工作层（有源层） 等效电路中的“开关” GIN – N+a-Si GIN - a-Si
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2PEP上面两层的作用
材料及作用：
1.N plus层：材料中加入了P(磷)（提供电子），增大导电性。 2.a-Si层：半导体层。
G电极无高电平给入时： 正负离子排列杂乱无章
“开关”原理： 当G电极提供高电平时，a-Si层中的电子向a-Si的 底层吸附，使a-Si上层形成正极，N plus层中P的 电子则会向a-Si层靠拢，使a-Si岛能导电，导通 Source极和Drain极，使“开关”处于闭合状态， 即导通。反之，则不导通。
Source
Clc D(漏电极) Drain
液晶电容
扫描线控制TFT的栅极，来决定TFT 是否选通，源信号线连接TFT的源极 对液晶电容进行充电。当加在G极和 S极的电压Vgs大于阀值电压Vth时， 源极和漏极导通，液晶电容充电， 达到显示效果；当Vgs小于阀值电 压Vth的时候，TFT开关断开，液晶 电容保持充电电压到下一扫描周期。
1 PEP : Gate 电极与Cs (Common) 线 （即G线和Com线）
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1PEP俯视图
后续所有剖面图 是从此处剖开
Common线
Gate线
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1 PEP 剖面图
1.金属膜材料: AL-Nd/Mo 2.成膜方式 : 溅射(PVD) 3.刻蚀方式: 湿蚀刻 4.作用：扫描电极，控制“开关” 的导通或断开。 PVD：物理气象沉积，即非化学反应成膜。
Glass
曝光
成膜
显影 蚀刻
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剥膜
TFT等效电路
Gate线（栅 线/闸线/扫 描线） G(栅电 极或闸 极) Gate 有源层
a - Si
G(栅电极或闸极)
Gate
Data线 (信号线 /数据线)
=
Cs
储存电容
S(源电极) Source
D(漏电极) Drain
S(源电极)