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时间：2022年3月17日 13:06
（210033 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 江苏 南京）
【摘 要】在此次研究中，针对TFT-LCD干法刻蚀影响TFT特性的程度进行了重点研究，通过优化刻蚀条件，使Photo-I off 得以降低，实现改善TFT-LCD闪烁不良的目标。根据试验结果表明，在优化干法刻蚀工艺条件的基础上，使得TFT特性得以改善，且闪烁情况变化显著。
【关键词】干法刻蚀工艺；TFT-LCD；Flicker；改善TFT-LCD闪烁是十分普遍的现象，而形成机理主要表现为VGL偏低、V com 出现漂移且Photo-I off 偏大等多个方面。在生产TFT-LCD期间，工艺条件相对稳定，且TFT特性固定，所以改善闪烁情况研究一般以后期产品端为基础。此时在调整闪烁不良方面，则重点集中于改善VGL与V com 等方面。对a-SiTFT-LCD制程期间，干法刻蚀就是针对部分a-Si以及N+a-Si实施刻蚀处理，进而对TFT特性产生决定性影响。所以说，干法刻蚀工艺在TFT特性方面的影响程度极为明显。
一、实验过程
在此次实验中，样品都是利用非晶硅4Mark掩膜工艺测试，刻蚀的设备选择使用型号为ECCP的干法刻蚀设备，玻璃基板型号为Eagle-XG，电学特性测试设备的型号是YAF6565M，在选择观测设备方面，则使用了聚焦离子束显微镜与色彩分析仪器。
采用干法刻蚀工艺的过程中，一般可细化成三个不同的步骤，即前处理、主刻蚀工艺与后处理工艺。其中，前处理工艺以特定功率为基础，将氧气与少量SF 6 气体加入其中后刻蚀，在离子轰击的情况下预处理沟道表面。对于主刻蚀工艺，是将氯气与少量的SF 6 加入其中，针对沟道内部实施刻蚀处理。对于后处理工艺，指的就是将氧气与少量SF 6 气体加入后清理主刻蚀环节形成的残留氯气与生成物，有效避免Cl氧化Si。
为了方便描述，正常量产样品称作正常样品，而调整刻蚀工艺参数的样品则为称作检测样品。在实验过程中，选择两款不同的产品，即32ADS与21.5TN，确保其他条件相同，测试干法刻蚀条件下RF功率的变化，进而了解影响TFT电学特性的程度，进而确定工艺的最佳功率范围。在确定功率后即可调节工艺气体，将SF 6 气体加入到主刻蚀与AT Step间并进行处理，对SF 6 影响TFT电学特性程度进行测试。
基于以上测试结果，针对AT Step与主刻蚀工艺参数构建正交试验，利用聚焦离子束显微镜，在开展TFT特性测试的基础上，对AT Step以及主刻蚀的工艺条件加以确定。除此之外，要针对正常样品与检测样品分别开展TFT电学特性以及闪烁测试，以证实刻蚀工艺变化影响TFT电学特性以及闪烁的程度。
二、实验结果和分析
（一）功率与气体条件影响
1.功率影响Photo-I off 程度
根据试验数据发现，在功率随之增加的情况下，Photo-I off 也会不断增加。即便提高功率能够使刻蚀速率提升，缩减刻蚀所需时间，但也会直接增强离子轰击的效果，致使等离子体的环境出现恶化，而TFT电学特性也将随之变差。所以说，为改善TFT特性，功率应尽量降低。
2.SF 6 影响Photo-I off 程度
根据试验数据分析了解到，将SF 6 气体加入AT Step与主刻蚀间，经处理后，Photo-I off 下降趋势明显。由SF 6 生成的F离子，较之于Cl与O，对于基板轰击的作用并不明显，会生成气态SiF 4 ，进而成功排出。由此可见，开展刻蚀工艺期间亦或是将SF 6 气体加入AT Step当中均可有效改善TFT电学特性。
（二）AT Step正交试验
在以上研究中，因功率不应相对较高，所以根据AT Step开展正交试验，将AT Step的最佳条件确定成Source/Bias为2kW/2kW，而Pressure确定成100mT，0 2 /SF 6 确定成3000mL/min/3000mL/min。基于此试验条件，Photo-I off 从58.15下降到25.5。
（三）SF 6 影响TFT形貌程度
在试验基础上发现，当0 2 /S F 6 确定成3 0 0 0 m L /min/3000mL/min的情况下，SF 6 对于TFT形貌影响的效果十分理想。特别是在SF 6 比例不高的情况下，沟道内部的平坦程度相对较差，且存在毛刺。而在SF 6 比例相对较高的情况下，也会增加过刻情况的发生几率。所以说，只有SF 6 比例适中才能够确保沟道的形貌良好。
（四）优化主刻蚀条件
选择使用干法刻蚀开展主刻蚀期间，最主要的机理就是利用氯气与Si发生反应，于室内环境中，SiCl 4 会以固态为主而难以排出，SF 6 则可以形成F离子，再和Si反应的基础上就会呈现气态，增加排出几率。然而，SF 6 会严重刻蚀绝缘层，致使Si与SiN X 的选择比降低。基于AT Step的最佳条件，优化干法刻蚀的主刻蚀工艺，将SF 6 适当提高，氯气适当降低并开展试验。经研究发现，Photo-I off 由之前的25.5降低至20.52。
（五）优化工艺对于闪烁的影响
在优化干法刻蚀工艺的基础上，将SF 6 适当地加入到干法刻蚀的主刻蚀流程以及AT Step当中，可有效降低Photo-I off ，且闪烁改善也相对明显。
三、结束语
综上所述，在以上试验研究中，结合TFT-LCD闪烁情况受到Photo-I off 影响的因素，借助干法刻蚀工艺，经研究工艺各参数对于Photo-I off 的影响，合理化确定SF 6 气体比例，能够更好的改善TFT的形貌以及特性。除此之外，处于最佳条件下，Photo-I off 量产时数值降低到20.52，同样改善了闪烁情况，使得产品端闪烁得以改进。
参考文献：
[1]Karl Hu.液晶显示技术的发展[J].中国集成电路,2007(05)[2]俞伟华.TFT-LCD液晶显示技术及其应用[J].自动化仪表,2001(12)[3]李联益.TFT-LCD液晶显示技术与应用[J].韶关学院学报,2012(04)
