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        所在位置:主頁 > 技術支持 > 產品知識 >
        時間:2020-04-22 14:07:13

        璟柏電子知識 - TFT液晶面板,Cu-Mn合金工藝技術

          日本的東北大學小池淳一教授面向大尺寸液晶面板,開發出了柵極和源漏極均采用Cu布線的Cu-Mn合金技術。將Cu-Mn合金應用于柵極的基本技術已于2007年5月發布,而此次則開發出了能夠進一步應用于源極和漏極的生產工藝。因為能夠將Al布線工藝全面轉變為Cu布線工藝,可以減少制造大尺寸TFT底板時的工藝數量和濺鍍裝置數量,從而可以降低成本。
         
          對a-Si層進行氧等離子體處理
         
          Cu-Mn合金的原理是:在O2環境下以250~350℃的高溫進行熱處理,使固溶的Mn移至周邊與O2結合,布線中央部分變成純Cu,而周邊變成擴散阻擋層,從而實現低電阻布線。以柵極為例,在底板玻璃上濺射Cu-Mn合金并在O2環境下進行熱處理,O2與Mn結合而成的Mn氧化物層在玻璃中及布線周邊形成,從而實現了低電阻布線與玻璃底板之間的密著性。
         
          同樣,為將Cu-Mn合金應用于源極和漏極,如何實現與不含O2的非晶硅(a-Si)層之間的密著性和導通性是一大課題。小池教授通過在O2環境下用等離子體對a-Si層表面進行氧化,實現了熱處理時Cu-Mn合金中的Mn與O2結合的工藝。
         
          利用室溫下的等離子體氧化處理,使氧化層厚度達到1~2nm最佳狀態
         
          由于通過熱處理獲得的Mn氧化物屬于絕緣體,過厚會有損電極與a-Si層的導通性,而過薄又會犧牲密著性和擴散阻擋性。通過對a-Si層上形成的氧化層厚度進行研究,發現厚度在1~2nm最為合適。利用回轉泵抽真空至1Pa左右,在10Pa左右的O2環境中,以室溫進行1分鐘的等離子體處理以形成Cu-Mn合金,再以250℃高溫進行10分鐘熱處理,便可獲得厚度1~3nm的氧化層。這時,利用等離子體處理形成的氧化層厚度不依賴于時間,即使處理30分鐘也同樣為1~3nm的厚度,因此小池教授自信地表示“量產時的工藝范圍很大”。目前已證實:熱處理后在氧化層上形成的Mn氧化物層兼備歐姆特性(代表導通性)、擴散阻擋性和密著性。
         
          濺鍍裝置由3臺減為1臺
         
          目前的布線由Mo-Al-Mo三層構成,利用Mo確保與玻璃底板和a-Si層的密著性和擴散阻擋性。因此,要形成各金屬層,需要3臺濺鍍裝置。正在開發的普通Cu布線,目的是用Cu置換Al以降低電阻,仍需要Mo層,且需要3臺濺鍍裝置。
         
          而使用Cu-Mn合金的此次工藝,濺鍍裝置分別只需1臺。其中,柵極布線采用濺鍍裝置和熱處理裝置,源極和漏極布線中,前者采用O2環境的等離子體裝置,后者采用熱處理裝置。因此,價格昂貴的濺鍍裝置只需要2臺,是原來的1/3。小池教授估算,裝置導入成本可比現在減少30%,濺射材料成本可減少20%,工藝成本可減少40%,總布線成本可減少30%。
         
          布線電阻為Al的1/2
         
          使用Cu-Mn合金的此次工藝,其電阻是目前Al布線的約1/2,為2μΩ•cm。這樣,實現大尺寸液晶面板的同時,還可以實現單側驅動、將驅動IC減半及改善圖像不均現象。
         
          目前采用的Cu-Mn合金為Mn占2%的固溶體,而實際工藝將還能夠采用Mn占1~4%的合金。濺鍍靶材易于制造和供應。
         
          小池教授表示,目前正與部分廠商進行共同研發。另外,還考慮對制造裝置廠商等提供技術指導。
         
          
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