液晶显示驱动器件良品率提升的研究

摘要

液晶显示器件(LCD)在中国已有二十多年的发展,其图像分辨率也大幅提高。为了使LCD工作,必须用到液晶驱动芯片(LCD驱动),它的模拟输出直接驱动显示面板,LCD驱动的品质是决定LCD显示效果的关键因素之一。LCD驱动采用CMOS高压工艺将高压器件和低压器件制造在同一衬底上,以达到较高集成度。其电压浮动从10V到100V,对制造工艺以及抗高压能力有了更高的要求和依赖性,本文重点研究LCD驱动在制造领域中遇到的问题以及解决办法。
　　 本文将首先介绍针对制造过程中遇到造成良品率损失的问题,从统计学和器件物理的角度分析良品率损失的几种方法,主要包括:分析生产线流程历史数据是否有异常直接找到失效原因;分析良品率和机台设备相关性,寻找是否存在有问题的设备;分析良品率与电学特性的相关性,从器件物理角度,分析失效机理;运用电学失效分析和物理失效分析的方法,借助高精密度光学仪器查找失效的准确位置和层次。
　　 通过运用上述分析方法,本论文研究并解决了造成LCD驱动良品率损失的三个问题:一、由于LCD驱动高压器件应用,需要采用部分金属硅化物工艺用于静电保护器件。金属硅化物区域上的氧化膜成膜的不均一性和刻蚀速率的不同导致高压区域未用氧化膜覆盖的隔离用的场氧偏薄,引起漏电失效。对此,本论文研究了用增加刻蚀前氧化膜膜厚的方法,改善了场氧偏薄引起漏电现象的发生。二、由于LCD驱动需要多层金属布线,由于去边造成的周边金属层间氧化物膜厚较薄的现象突出,导致周边多处出现外观异常,本论文采用了层间氧化物膜厚周边不去边全面覆盖晶圆直到边缘的方法解决了这一问题。三、随着配线金属层的增加,钨塞形成工艺正逐渐从过去的回刻工艺转变为现在的CMP工艺,本文研究了钨塞CMP工艺变更中涉及的问题,通过工艺条件的改善解决了变更后膜厚增加、填孔能力变差等问题。