柔性AMOLED的原理制程
通過(guò)自發(fā)光顯示實(shí)現(xiàn)最佳圖像質(zhì)量的OLED。由于其優(yōu)越的圖像質(zhì)量,薄型化和輕量化,OLED已經(jīng)成為移動(dòng)顯示器的主流。然而,OLED的巨大吸引力在于其柔性可以靈活地彎曲屏幕顯示器。諸如LCD之類(lèi)的常規(guī)顯示器非常難以像光纖一樣靈活地彎曲、折疊甚至拉伸。今天,OLEDindutry來(lái)給大家介紹當(dāng)前使用的柔性O(shè)LED技術(shù)的原理以及柔性O(shè)LED顯示器的類(lèi)型。
首先,我們來(lái)看看柔性O(shè)LED與傳統(tǒng)剛性O(shè)LED的不同之處。傳統(tǒng)的OLED被稱(chēng)為剛性O(shè)LED。這是因?yàn)橛米鲗?duì)顯示器的下面基板的保護(hù)基板的封裝材料是玻璃。玻璃是高度可靠的,因?yàn)樗呀?jīng)在顯示領(lǐng)域中使用了很長(zhǎng)一段時(shí)間,但幾乎沒(méi)有靈活性,如可柔性。剛性O(shè)LED很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品型態(tài)的創(chuàng)新,例如自由實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的能力。
那么,柔性O(shè)LED可以用什么樣的材料來(lái)代替玻璃呢?從現(xiàn)在開(kāi)始來(lái)來(lái)了解這個(gè)秘密吧。
剛性O(shè)LED有兩個(gè)主要的玻璃工藝。一個(gè)是上面提到的玻璃基板,另一個(gè)就是玻璃封裝。柔性O(shè)LED使用PI(聚酰亞胺)作為下基板,代替剛性O(shè)LED中的玻璃基板;使用薄膜封裝(TFE)代替玻璃封裝。它不僅靈活性強(qiáng),而且可以使現(xiàn)有玻璃的面積減少一小部分,而且重量更輕。
聚酰亞胺(PI)
PI是一種具有柔韌性的塑料材料,但它可以像玻璃一樣與TFT和其上的有機(jī)層堆疊在一起。這是使電路板更靈活的第一個(gè)關(guān)鍵。
但是PI首先是液體。為了用作制造顯示器如TFT和蒸發(fā)的襯底,首先將PI材料涂布在被稱(chēng)為載體玻璃的玻璃襯底上,然后固化。
接下來(lái),使用類(lèi)似于剛性O(shè)LED的TFT,蒸發(fā)和封裝工藝,并且使用激光去除載體玻璃。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為玻璃基板的激光剝離,這類(lèi)似于構(gòu)建模具并在稍后將其移除的方法。
薄膜封裝(TFE)取代玻璃封裝
用PI實(shí)現(xiàn)柔性O(shè)LED的另一關(guān)鍵技術(shù)是TFE。
在傳統(tǒng)的剛性O(shè)LED中,玻璃用于封裝有機(jī)層的頂部。這是阻止空氣和濕氣的最普通但最強(qiáng)大的方式,但它不適合用于柔性顯示器,因此需要一種方法來(lái)保持其功能性和可柔性。TFE是一種在有機(jī)材料層上堆疊無(wú)機(jī)膜/有機(jī)膜以防止外界污染的技術(shù)。無(wú)機(jī)膜可以防止?jié)B透,但是由于無(wú)機(jī)膜的性質(zhì)不均勻,因此插入有機(jī)膜有助于穩(wěn)定無(wú)機(jī)膜。
只有當(dāng)PI、TFT(薄膜晶體管)、有機(jī)EV(蒸發(fā))和TFE工藝全部完成時(shí),才能完成柔性O(shè)LED顯示。只有這樣,這個(gè)面板才可以被每個(gè)終端制造商以所需的型態(tài)自由使用。這些柔性的OLED也已應(yīng)用于包括Galaxy Note8在內(nèi)的最新智能手機(jī)中使用的邊緣設(shè)計(jì)智能手機(jī)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)因情感增強(qiáng)而變得越來(lái)越流行。
柔性O(shè)LED的現(xiàn)狀和未來(lái)
如果顯示屏可以彎曲,那么可以實(shí)現(xiàn)什么樣形狀呢?目前,以下所示的形狀是柔性顯示器的代表性示例
首先,不易碎展示的是實(shí)現(xiàn)最基本特征的一個(gè)例子。柔性O(shè)LED不使用玻璃,因此它們根本不會(huì)被摔壞。如果您輕輕彎曲顯示屏,則會(huì)看到彎曲的顯示屏,如果您彎曲顯示屏的兩端,則可以制作邊緣彎曲的顯示屏。這種邊緣型智能手機(jī)顯示屏處于這種彎曲形式。到目前為止,已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于智能手機(jī)上,預(yù)計(jì)未來(lái)將在行業(yè)內(nèi)還會(huì)出現(xiàn)三種主要類(lèi)型。
可折疊的顯示屏首先可以像錢(qián)包一樣折疊。當(dāng)不使用時(shí),將其折疊以使其更小,并且在使用時(shí)可以通過(guò)打開(kāi)實(shí)現(xiàn)更大屏幕顯示,是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。接下來(lái)是Rollable顯示器,也稱(chēng)為滾動(dòng)顯示器。終端設(shè)備能以類(lèi)似的方式被使用,因?yàn)樗鼩w結(jié)為展開(kāi)感g(shù)yeotdeon屏幕視圖時(shí),像某種卷幕簾一樣的屏幕。最后,還有一個(gè)可伸展的顯示屏幕,屏幕像拉伸或按下一塊布料一樣拉伸。預(yù)計(jì)將用于可穿戴和時(shí)尚材料等各個(gè)領(lǐng)域。
柔性O(shè)LED發(fā)光材料和襯底的一些技術(shù)知識(shí)。
發(fā)光材料
OLED面板不需要背光模組,結(jié)構(gòu)上比LCD面板要簡(jiǎn)單的多,只要將玻璃基板換成柔性基底就可以實(shí)現(xiàn)柔性顯示,目前的難點(diǎn)是在面板的生產(chǎn)過(guò)程中,無(wú)論是蒸鍍還是ITO的濺射鍍膜都需要在高溫下進(jìn)行,因此選擇的柔性基底需要能經(jīng)受高溫,未來(lái)可選擇的材料有PI(聚酰胺)膜、石墨烯薄膜等。
OLED發(fā)光層能級(jí)結(jié)構(gòu)
OLED發(fā)光層各層的典型材料
HIL
CuPc
TiOPc
m-MTDATA(Shirota)
2-TNATA(Shirota)
HTL
TPD、NPB(Kodak)
PVK Spiro-TPD(Cpvion)
Spiro-NPB(Cpvion)
EM
Alq3(Kodak)
Almq3 Blue(Ricoh)
TBADN(Kodak)
ETL
Alq3(Kodak)
Almq3
DVPBi(Idemitsu)
TAZ(Sumitomo)
OXD(Saito)
PBD(Idemitsu)
BND PV
襯底
PET
1992年,Gustafsson等人首次發(fā)表利用PET作柔性襯底,再搭配可導(dǎo)電高分子,制作出第一個(gè)以高分子((PEDOT)為主體的柔性O(shè)LED器件。
如果從光學(xué)性質(zhì)上來(lái)比較玻璃與塑料襯底,因?yàn)椴Aбr底的折射率(n=1.52)和發(fā)光層折射率差值比較大,所以光容易被限制在器件內(nèi)部,若將玻璃替換成塑料襯底(n=1.65)則能減少46%光學(xué)損失,而器件的效率則能提高10%-20%。
ITO/PET襯底使用在LCD領(lǐng)域已有很長(zhǎng)的一段時(shí)間,由于容易獲得,因此最常被當(dāng)作柔性有機(jī)電致發(fā)光器件的襯底。
滾動(dòng)條式濺射設(shè)備N(xiāo)oda等人在2003年發(fā)表了以卷對(duì)卷工藝制作ITO/PET ,其設(shè)備如圖所示,這種制作方式可以大量生產(chǎn)ITO/PET襯底,降低成本。
PEN塑料襯底
DuPont Display的Innocenzo等人在SID 2003發(fā)表了可應(yīng)用在柔性顯示器的PEN塑料襯底相關(guān)研究PEN在加人具有平整作用的涂布層之后,最大的突出缺陷不會(huì)高于0.02μm,襯底在可見(jiàn)光區(qū)的透光率大于80%,熱穩(wěn)定性比PET好,非常適合作為柔性顯示器的襯底。
超薄玻璃襯底
由于塑料的襯底防止水氧穿透的能力不佳,Auch等人在2002年發(fā)表超薄玻璃襯底,在襯底上旋轉(zhuǎn)涂布一層2~ 5μm的環(huán)己酮,接著在225℃烘烤一小時(shí)聚合,增加超薄玻璃的柔性特性。
金屬襯底
還有一種可以使用的襯底種類(lèi)就是金屬襯底,不但具有柔性且防止水氧穿透的能力比塑料佳,最重要的是可以承受較高的工藝溫度。
柔性襯底比較圖
除了上述幾種襯底之外,在2004年美國(guó)西雅圖Lee等發(fā)表了以紙為襯底FOLED,他們?cè)诩堃r底上涂布一層Parylene,再鍍上鎳為陽(yáng)極,但是器件在100 mA/ cm2的電流密度下,操作電壓為19.5 V,而亮度僅342 cd/m2,效率很不好。
柔性O(shè)LED存在哪些問(wèn)題?
2003年,***交通大學(xué)OLED試驗(yàn)室的陳金鑫教授研究開(kāi)發(fā)出可卷曲OLED(也叫柔性O(shè)LED,即FOLED。
傳統(tǒng)的OLED器件采用玻璃作基板,在其上鍍一層ITO導(dǎo)電薄膜作為有機(jī)電致發(fā)光顯示器的陽(yáng)極,而柔性O(shè)LED則用塑料襯底代替了玻璃襯底。
柔性O(shè)LED的優(yōu)勢(shì)很多,今天我們來(lái)看一看柔性O(shè)LED面臨著什么問(wèn)題。
選擇柔性襯底作為OLED的基板時(shí),由于襯底本身的性質(zhì),給器件和制作過(guò)程帶來(lái)了很多問(wèn)題。
平整性較差
通常柔性襯底的平整性要比玻璃襯底差,這不符合表面要求。大部分淀積技術(shù)是共形的,制備的薄膜會(huì)復(fù)制襯底的表面形態(tài),使得襯底以上的各層都凹凸不平。這會(huì)造成器件的短路,引起器件損壞。
熔點(diǎn)低
柔性襯底的熔點(diǎn)很低,而OLED基板的工藝溫度卻很高,所以,在制作過(guò)程中柔性襯底會(huì)變形甚至熔化14]。即使溫度較低的環(huán)境中,柔性襯底尺寸也不穩(wěn)定,這給多層結(jié)構(gòu)的OLED制作在精確地整齊排列上帶來(lái)了很大的困難。
壽命短
OLED對(duì)水蒸汽和氧氣都比較敏感,而大部分柔性襯底的水、氧透過(guò)率均比較高。
當(dāng)水汽和氧氣進(jìn)入到器件內(nèi)部時(shí),會(huì)影響陰極與發(fā)光層之間的粘附性、使有機(jī)膜層內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
這些都會(huì)導(dǎo)致器件的光電特性急劇衰退,造成器件迅速老化、失效。與玻璃襯底相比,塑料襯底對(duì)水汽和氧氣的隔離及對(duì)器件防老化的保護(hù)作用都不夠理想,無(wú)法滿(mǎn)足顯示器連續(xù)工作超過(guò)10000小時(shí)的壽命要求。
ITO薄膜易脫落
為了配合熔點(diǎn)低的柔性襯底,只能在低溫下淀積ITO導(dǎo)電薄膜,制成的ITO導(dǎo)電薄膜電阻率高、透明度差,與柔性襯底之間的粘附性不好,在彎曲時(shí)易折裂,造成器件失效。
由于常用的柔性襯底PET與ITO的熱膨脹系數(shù)相反,在溫度變化時(shí),一個(gè)收縮,另一個(gè)則膨脹,因此ITO薄膜比較容易脫落重。另外,在工作過(guò)程中,也會(huì)因?yàn)槠骷l(fā)熱而導(dǎo)致ITO導(dǎo)電薄膜脫落。
FOLED器件的使用壽命影響FOLED使用壽命的主要原因是襯底的水、氧透過(guò)率太高。
因此,重點(diǎn)在于如何解決水、氧的滲透:
1.在柔性襯底上淀積一層防止氣體向塑料襯底內(nèi)擴(kuò)散的致密的介電材料,此介電層要無(wú)針孔、無(wú)晶粒邊界缺陷;
2.為器件加上一個(gè)柔性聚合物蓋板,在基板和蓋板上制作阻擋層用以阻擋水、氧的滲透;
3.采用金屬箔作為FOLED的襯底,箔的水汽透過(guò)率低,而且可承受高溫制作工藝,這種FOLED通常為上發(fā)光型OLED;
4.將顯示器密封在干燥的惰性氣體氛圍中,也可以將氧化鈣、氧化鋇等吸附劑加入到顯示器的密封殼中除去殘留在內(nèi)部的水和氧氣;
5.對(duì)柔性襯底和制備好的FOLED器件進(jìn)行多層膜包覆密封,這也是目前的發(fā)展、研究重點(diǎn),典型代表技術(shù)是Barix技術(shù)。
“
Barix技術(shù)是由環(huán)球顯示公司、Vitex系統(tǒng)公司以及Battelle公司合作開(kāi)發(fā)的。
Barix技術(shù)是利用真空鍍膜工藝制備有機(jī)高密度介電層與無(wú)機(jī)聚合物交替而成的多層結(jié)構(gòu),有效地避免了層與層之間的相互影響。聚合物在真空中淀積、交聯(lián),形成一種聚丙烯酸酯膜,將有機(jī)薄膜沉積在聚合物膜層上,成為阻擋水、氧滲透的屏障。
Barix結(jié)構(gòu)的最后一層是ITO層,這一層就可以作為OLED的陽(yáng)極。此外,這種結(jié)構(gòu)中的聚合物層還能使襯底表面光滑,阻擋層還可根據(jù)具體要求將襯底裁剪成任意形狀,以滿(mǎn)足各種顯示器的需要。
”
導(dǎo)電層
柔性O(shè)LED用ITO導(dǎo)電薄膜作為陽(yáng)極時(shí),由于熱膨脹性能的不同導(dǎo)電層容易斷裂??刹捎门c柔性襯底之間有良好的粘附性、柔韌性更好的導(dǎo)電聚合物(如摻雜導(dǎo)電的PANI/CSA、PE以及DOT/PSS等)代替ITO,這就可以避免導(dǎo)電層的斷裂。
研究發(fā)現(xiàn)采用聚合物導(dǎo)電層的FOLED具有更好的柔性,而且成本也更低。
CVD技術(shù)的工藝流程和設(shè)備情況
CVD·TFT制程中
CVD工藝
CVD工藝特點(diǎn)
1.CVD成膜溫度遠(yuǎn)低于體材料的熔點(diǎn),減輕襯底的熱形變,減少站污,抑制缺陷生成,減輕雜質(zhì)再分布,適于淺結(jié)工藝。設(shè)備簡(jiǎn)單、重復(fù)性好。
2.CVD膜的成分可精確控制,配比范圍較大。
3.淀積速率快,產(chǎn)能強(qiáng)。
4.CVD膜結(jié)構(gòu)致密、完整,與襯底勃附性好,臺(tái)階覆蓋性能好。
選擇CVD反應(yīng)劑準(zhǔn)則
1.反應(yīng)劑的純度及蒸汽壓必須足夠高。
2.反應(yīng)副產(chǎn)物必須是高揮發(fā)性的,不允許氣態(tài)副產(chǎn)物進(jìn)入淀積薄膜中。
3.淀積物必須是穩(wěn)定的化合物、固溶體或揮發(fā)性極低的物質(zhì),必須具有足夠低的蒸汽壓以保證整個(gè)淀積過(guò)程中薄膜能夠始終留在襯底表面上。
4.需考慮CVD反應(yīng)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、薄膜的結(jié)晶學(xué)等特性以及生產(chǎn)的安全性。
CVD工藝分類(lèi)
按工藝條件分:
APCVD(常壓CVD)
LPCVD(低壓CVD)
PECVD(等離子增強(qiáng)CVD)
PCVD(光CVD)
……
按生成膜性質(zhì)分:
金屬CVD
半導(dǎo)體CVD
介質(zhì)CVD
在IC生產(chǎn)制造過(guò)程中,CVD工藝可生長(zhǎng)介質(zhì)膜、半導(dǎo)體膜、導(dǎo)體膜以及超導(dǎo)膜。
主要運(yùn)用CVD工藝生長(zhǎng)介質(zhì)膜(Si02, SiN)、半導(dǎo)體膜(Poly, etc)、導(dǎo)體膜(W,Wsi,etc)。
不同類(lèi)型CVD及其特性
CVD膜
生長(zhǎng)過(guò)程:
1、氣體或是氣相源材料引進(jìn)反應(yīng)器內(nèi)
2、源材料擴(kuò)散穿過(guò)邊界層并接觸基片表面
3、源材料吸附在基片表面上
4、吸附的原材料再基片表面上移動(dòng)
5、在基片表面上開(kāi)始化學(xué)反應(yīng)
6、固態(tài)副產(chǎn)物在基片表面上形成晶核
7、晶核生長(zhǎng)成島狀物
8、島狀物合并成連續(xù)的薄膜
9、其它氣體副產(chǎn)品從基片表面上脫附釋出
10、氣體副產(chǎn)品擴(kuò)散過(guò)邊界層
11、氣體副產(chǎn)品流出反應(yīng)器
CVD成膜原理:
工藝介紹
PECVD:
? 使用等離子體能量來(lái)產(chǎn)生并維持CVD反應(yīng)
? 離子有較長(zhǎng)的平均自由路徑,會(huì)提高淀積速率
? Plasma的離子轟擊能夠去除表面雜質(zhì),增強(qiáng)戮附性
? 反應(yīng)室可用Plasma清洗
? 反應(yīng)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LPCVD的反應(yīng)溫度
Plasma介紹:
物質(zhì)的第四態(tài)
物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,相互間的碰撞就會(huì)使氣體分子產(chǎn)生電離,這樣物質(zhì)就變成由自由運(yùn)動(dòng)并相互作用的正離子和電子組成的混合物(蠟燭的火焰就處于這種狀態(tài)),即等離子體(plasma)。它是除固、液、氣外,物質(zhì)存在的第四態(tài)。
準(zhǔn)電中性
電離過(guò)程中正離子和電子總是成對(duì)出現(xiàn),所以等離子體中正離子和電子的總數(shù)大致相等,總體來(lái)看為準(zhǔn)電中性。反過(guò)來(lái),我們可以把等離子體定義為:正離子和電子的密度大致相等的電離Z毛體。
冷壁反應(yīng)
PECVD是典型的冷壁等離子體反應(yīng)。
冷壁反應(yīng)定義:硅片及硅片支撐物被加熱到較高溫度而其它部分未被加熱。工藝圓片通過(guò)lamp加熱達(dá)到工藝溫度,腔體蓋子和四壁有冷卻水使其保持較低的溫度,使反應(yīng)發(fā)生在圓片表面和接近表面的區(qū)域。
PECVD中膜的形成
PECVD原理:
材料源以氣體形式進(jìn)入工藝腔體內(nèi),在RF加功率的情況下,材料源(反應(yīng)氣體)從輝光放電(Plasma:等離子場(chǎng))中獲得激活能,激活并增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)氣象淀積。
? 氣體流動(dòng)到硅片表面
? 氣相反應(yīng)導(dǎo)致膜先驅(qū)物形成
? 膜先驅(qū)物運(yùn)輸?shù)酱u片表面
? 膜先驅(qū)物粘附在磚片表而
? 膜先驅(qū)物向磚片表面擴(kuò)散
? 膜淀積和副產(chǎn)物得形成
? 副產(chǎn)物從表面移涂
? 副產(chǎn)物從反應(yīng)腔移涂
PECVD反應(yīng)室的清洗
在介電質(zhì)cvD制程中,介電質(zhì)薄膜將淀積在反應(yīng)室內(nèi)的任何地方,不僅僅在wafer的表面,清洗過(guò)程將介電質(zhì)薄膜從制程設(shè)備零件以及反應(yīng)室內(nèi)壁移除
為了避免顆粒污染的問(wèn)題,采用一片一清洗
清洗原理:
使用氟碳化合物像是CF4,C2F6和C3F8當(dāng)作氟的源材料氣體,在plasma作用下,氟碳化合物會(huì)被分解釋放出氟自由基,F(xiàn)可移除氧化硅以及氮化硅。
PECVD介電質(zhì)膜分類(lèi)及反應(yīng)原理
原理:
材料源以氣體形式進(jìn)入工藝腔體內(nèi),在RF加功率的情況下,材料源(反應(yīng)氣體)從輝光放電(Plasma:等離子場(chǎng))中獲得激活能,激活并增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)氣象淀積。
PECVD主要工藝
BPTEOS, PETEOS, PESIN
一、BPTEOS:USG+PSG/BPSG ( P摻雜的硅玻璃及B. P摻雜的硅玻璃)
1、工藝材料:TEOS(正硅酸乙酷)、02, TMB, TMP, NH3
2、反應(yīng)原理:TEOS+TMB+TMP+02-一plasma, heat----Si02(B203, P205)+volatiles
二、PETEOS:未攙雜的SI玻璃
1、工藝材料:丁EOS、 02
2、反應(yīng)原理:丁EOS+02-----------plasma, heat--------Si02(日)+volatiles
三、PESIN:
1、工藝材料:SIH4, N2, NH3
2、反映原理:SiH4+N2 (N2, NH3) ------plasma, heat---------SiNxHy+volatiles
CVD工藝特性參數(shù)
CVD膜的主要特性參數(shù)
膜厚均勻性:多點(diǎn)膜厚測(cè)量;
臺(tái)階覆蓋:
a.Sidewall step coverage
b. Bottom step coverage
c. Conformality(相似、保角性)
應(yīng)力(張應(yīng)力+/壓應(yīng)力一):
a. external stresses
b .thermal stress
c .intrinsic stress (thickness,dep rate, dep temperature,impurities,porosity etc)
密度(g/cm3):
單位體積CVD膜的質(zhì)量,其主要取決于膜的組分及結(jié)構(gòu)的致密性。
折射率:
n=speed of light in a vacuum/speed of light in the film
折射率直接依賴(lài)于膜密度
淀積速率:
單位時(shí)間內(nèi)所淀積的CVD膜厚(A/Min)。
腐蝕速率:
單位時(shí)間內(nèi),腐蝕掉CVD膜的厚度(A/Min)。
回流角
定義:
平行于多晶的橫線和膜表面在多晶柵邊緣的切線之間的角度。
作用:
保證良好的臺(tái)階覆蓋率和金屬淀積過(guò)程中的金屬條的連續(xù)性,回流使淀積的膜達(dá)到局部平坦化的效果。
影響因素:
回流溫度和膜中的B, P含量,回流溫度或B, P含量越高,回流角度越好。
CVD常見(jiàn)異常
PECVD異常
BP的P析出顆粒
可能原因:
回流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)
He切換
顆?,F(xiàn)象
可能原因:
氣體過(guò)濾器被沾污
腔體PUMP有問(wèn)題;
PUMP PLATE型號(hào)用錯(cuò)。
BP白粉
可能原因:
1、抽氣閥堵,導(dǎo)致腔體抽力異常,反應(yīng)殘留物未及時(shí)抽走。
2、腔體清洗能力不夠。
3, SUS REHOME報(bào)警,未到工藝位置,導(dǎo)致膜生長(zhǎng)異常。
4, SUSCEPTOR有漏。
發(fā)花
可能原因:
1、CVG漏水,備件打火。
2、CBP5K4B SLIT閥有漏。開(kāi)腔后檢查SLI丁閥,發(fā)現(xiàn)SLIT閥的ORING有一處有破損的現(xiàn)象。
3、CBP5K4A傳片異常,導(dǎo)致圓片進(jìn)入腔體后位置可能會(huì)產(chǎn)生偏差,導(dǎo)致膜生長(zhǎng)異常。
4、CBP5K7A檢查設(shè)備發(fā)現(xiàn)M KS壞,造成壓力不穩(wěn),膜厚生長(zhǎng)異常。
5、Susceptor有焦洞,BLOCK對(duì)應(yīng)位置有白粉現(xiàn)象。
6、S日D與BLK之間存在打火,測(cè)量CVG電阻為無(wú)窮大,斷路。
7、腔體里面有很多白粉,機(jī)臺(tái)截止閥內(nèi)漏導(dǎo)致。
背面蝴蝶斑
可能原因:
手臂臟,真空吸圓片時(shí)將印記印在圓片背面。
鈍化層顆粒
可能原因:
腔體傳片時(shí)LL腔壓力低于工藝腔體壓力,導(dǎo)致腔體內(nèi)顆粒被反抽,潔污LL腔。
SIN發(fā)黃
可能原因:
1、圓片偏離工藝的中心位置;
2、折射率偏高。
鈍化層開(kāi)裂
可能原因:
1、應(yīng)力偏掉;
2、SiH4/NH3比例不對(duì)
WCVD異常
CMP異常
SOG異常
CVD設(shè)備
氣相反應(yīng)室、加熱系統(tǒng)、氣體控制系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)
常壓?jiǎn)尉庋雍投嗑П∧こ练e裝置
臥式反應(yīng)器
立式反應(yīng)器
桶式反應(yīng)器
化學(xué)氣相沉積,又稱(chēng)CVD(Chemical Vapor Deposition)。這是一種以Gas為原材料,在空間進(jìn)行氣相化學(xué)反應(yīng),在基板表面進(jìn)行固態(tài)薄膜沉積的工藝技術(shù)。
CVD激發(fā)類(lèi)型
1、PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,高射頻電壓使Gas分解為Plasma,Plasma沉積形成膜層。
2、光CVD:Gas通過(guò)光進(jìn)行分解之后進(jìn)行沉積。
3、熱CVD:Gas通過(guò)高溫加熱進(jìn)行分解。
CVD在整個(gè)工藝過(guò)程中的位置
PECVD
為了使化學(xué)反應(yīng)能在較低的溫度下進(jìn)行,利用了等離子體的活性來(lái)促進(jìn)反應(yīng),因而這種CVD稱(chēng)為等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)。
優(yōu)點(diǎn)
1、均勻性和重復(fù)性好,可大面積成膜;
2、可在較低溫度下成膜;
3、臺(tái)階覆蓋優(yōu)良;
4、薄膜成分和厚度易于控制;
5、適用范圍廣,設(shè)備簡(jiǎn)單,易于產(chǎn)業(yè)化
注意事項(xiàng)
1、要求有較高的本底真空;
2、防止交叉污染;
3、原料氣體具有腐蝕性、可燃性、爆炸性、易燃
4、性和毒性,應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。
PECVD 參數(shù)
1、RF Power :提供能量
2、真空度(與壓力相關(guān))
3、 氣體的種類(lèi)和混合比
4、溫度
5、Plasma的密度(通過(guò)Spacing來(lái)調(diào)節(jié))
成膜機(jī)理
SiNX絕緣膜:通過(guò)SiH4與NH3混合氣體作為反應(yīng)氣體, 輝光放電生成等離子體在襯底上成膜。
a-Si:H有源層膜:SiH4氣體在反應(yīng)室中通過(guò)輝光放電,經(jīng)過(guò)一 系列初級(jí)、次級(jí)反應(yīng),生成包括離子、子活性團(tuán)等較復(fù)雜的反應(yīng)產(chǎn)物,最終生成a-Si:H薄膜沉積在襯底上,其中直接參與薄膜 生長(zhǎng)的主要是一些中性產(chǎn)物SiHn(n為0~3)。
性能要求
a-Si:H
低隙態(tài)密度、深能級(jí)雜質(zhì)少、高遷移率、暗態(tài)電阻率高
a-SiNx:H
i.作為介質(zhì)層和絕緣層,介電常數(shù)適中,耐壓能力強(qiáng),電阻率 高,固定電荷少,穩(wěn)定性好,含富氮材料,針孔少,厚度均勻
ii.作為鈍化層,密度較高,針孔少
n+ a-Si
具有較高的電導(dǎo)率,較低的電導(dǎo)激活能,較高的參雜效率,形成微晶薄膜。
將AMOLED制備在柔性基板上,實(shí)現(xiàn)柔性顯示,被認(rèn)為是顯示技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。但就目前條件來(lái)說(shuō),柔性顯示走向產(chǎn)業(yè)化仍然面臨諸多挑戰(zhàn),包括在低溫下如何制備具有高性能和高可靠性的薄膜晶體管,如何制備柔性電極等,還有就是薄膜封裝技術(shù)(TFE)的成熟。由于AMOLED對(duì)空氣中的水汽很敏感,水汽的存在是影響AMOLED器件壽命的主要因素,因此薄膜封裝的產(chǎn)量對(duì)于柔性AMOLED的實(shí)用化具有現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)設(shè)備與工藝的改進(jìn),突破技術(shù)難點(diǎn)成為業(yè)界最關(guān)注的議題之一。
據(jù)悉,多層薄膜封裝目前我們分為兩種,一種是Barrier,另外叫做Buffer。在最早用的技術(shù)就是用氧化鋁成一個(gè)有機(jī)層,交錯(cuò)成5-7層保證OLED的技術(shù)程度。這種技術(shù)到后來(lái)問(wèn)題可能存在Particle的問(wèn)題,還有應(yīng)用度和要做柔性的話不是那么合適,漸漸就有另外取代的方向,用什么方式取代。
基本上要了解阻水層和緩沖層的功能在什么地方,阻水層是能夠擋掉水汽的,OLED和一般早期的TFT的制程,最大區(qū)別是一個(gè)低溫制程,通常低溫制程的沒(méi)有高溫的好,這就是技術(shù)的重點(diǎn)。緩沖層一般是用有機(jī)層,現(xiàn)在有幾種鍍法,我一會(huì)兒會(huì)簡(jiǎn)單介紹一下。這層因?yàn)榈蜏爻杀?huì)讓水汽穿透的路線變長(zhǎng),延緩OLED本身壽命。還有很重要一點(diǎn),最好可以做表面的平整化。
這兩層技術(shù)上怎么選擇,首先看阻水層最新用PVD的方式做,這一層可以采用另外一種其他的方式,比如CVD的方式,氮化硅是一個(gè)很好的阻水層。如果把這幾項(xiàng)技術(shù)稍微做下比較,我們發(fā)覺(jué)CVD有幾樣方式的共同點(diǎn)。
往后看ALD是能夠取代前面,因?yàn)锳LD是致密度非常高的阻水層,在彎曲角度上越薄的成膜越彎曲越有龜裂的現(xiàn)象,目前看CVD很容易從現(xiàn)有的技術(shù)上走進(jìn)這個(gè)解決方案。
至于緩沖層,目前使用有一個(gè)是打印的方式,一個(gè)是蒸鍍的方式。
從比較上來(lái)看早期的有很大的問(wèn)題材料不容易選擇,有一點(diǎn)貴,大概平均10天左右必須要做整個(gè)腔體的清潔,對(duì)產(chǎn)能是很大的受限。目前市場(chǎng)主流似乎是用打印的方式來(lái)做,據(jù)了解打印第一材料使用集中度非常高,因?yàn)榇蛴∩先⒔?0%多,不像蒸鍍很大部分材料浪費(fèi)掉了,打印不需要其他的Mesh也是生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中很大一個(gè)支出,這也是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
但是它的缺點(diǎn)是沒(méi)有辦法一個(gè)薄層打印到很大的厚度,只有保持一個(gè)厚度才會(huì)導(dǎo)致薄的均勻度不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。
綜合來(lái)看,另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在做表面平整化效率非常高,再做硬化,表面平整度非常好。而用CVD的方式似乎可以做到往這個(gè)平整化有機(jī)體推進(jìn),優(yōu)點(diǎn)也相當(dāng)多,我們可以看到這些材料消費(fèi)還有怎么跟其他成薄的疊層有優(yōu)點(diǎn)還有厚度不受限,可以做很薄,也可以做很厚。在可以彎曲的情況下可以做到很薄,目前碰到的難題是因?yàn)镃VD這個(gè)腔體本身最大的優(yōu)點(diǎn)是可以做自我的清潔,一個(gè)腔體維持很好甚至可以一年不用開(kāi),持續(xù)做生產(chǎn)。
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原文標(biāo)題:可折疊手機(jī)的關(guān)鍵器件——柔性O(shè)LED
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