柔性O(shè)LED可讓手機(jī)折疊的關(guān)鍵技術(shù)詳細(xì)資料講解

柔性AMOLED的原理制程

通過自發(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顯示器的類型。

首先，我們來看看柔性O(shè)LED與傳統(tǒng)剛性O(shè)LED的不同之處。傳統(tǒng)的OLED被稱為剛性O(shè)LED。這是因?yàn)橛米鲗︼@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)域中使用了很長一段時(shí)間，但幾乎沒有靈活性，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代替玻璃呢?從現(xiàn)在開始來來了解這個(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材料涂布在被稱為載體玻璃的玻璃襯底上，然后固化。

接下來，使用類似于剛性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)過程被稱為玻璃基板的激光剝離，這類似于構(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)材料層上堆疊無機(jī)膜/有機(jī)膜以防止外界污染的技術(shù)。無機(jī)膜可以防止?jié)B透，但是由于無機(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)而變得越來越流行。

柔性O(shè)LED的現(xiàn)狀和未來

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)未來將在行業(yè)內(nèi)還會(huì)出現(xiàn)三種主要類型。

可折疊的顯示屏首先可以像錢包一樣折疊。當(dāng)不使用時(shí)，將其折疊以使其更小，并且在使用時(shí)可以通過打開實(shí)現(xiàn)更大屏幕顯示，是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。接下來是Rollable顯示器，也稱為滾動(dòng)顯示器。終端設(shè)備能以類似的方式被使用，因?yàn)樗鼩w結(jié)為展開感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)過程中，無論是蒸鍍還是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Noda等人在2003年發(fā)表了以卷對卷工藝制作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年美國西雅圖Lee等發(fā)表了以紙為襯底FOLED，他們在紙襯底上涂布一層Parylene，再鍍上鎳為陽極，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存在哪些問題?

2003年，***交通大學(xué)OLED試驗(yàn)室的陳金鑫教授研究開發(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)勢很多，今天我們來看一看柔性O(shè)LED面臨著什么問題。

選擇柔性襯底作為OLED的基板時(shí)，由于襯底本身的性質(zhì)，給器件和制作過程帶來了很多問題。

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了很大的困難。

壽命短

OLED對水蒸汽和氧氣都比較敏感，而大部分柔性襯底的水、氧透過率均比較高。

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，塑料襯底對水汽和氧氣的隔離及對器件防老化的保護(hù)作用都不夠理想，無法滿足顯示器連續(xù)工作超過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，此介電層要無針孔、無晶粒邊界缺陷;

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

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)制造過程中，CVD工藝可生長介質(zhì)膜、半導(dǎo)體膜、導(dǎo)體膜以及超導(dǎo)膜。

主要運(yùn)用CVD工藝生長介質(zhì)膜(Si02, SiN)、半導(dǎo)體膜(Poly, etc)、導(dǎo)體膜(W,Wsi,etc)。

不同類型CVD及其特性

CVD膜

生長過程：

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產(chǎn)生并維持CVD反應(yīng)

? 離子有較長的平均自由路徑，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

? 射頻RF可以控制淀積薄膜的應(yīng)力

? 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

電離過程中正離子和電子總是成對出現(xiàn)，所以等離子體中正離子和電子的總數(shù)大致相等，總體來看為準(zhǔn)電中性。反過來，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)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)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常見異常

PECVD異常

BP的P析出顆粒

可能原因:

回流時(shí)間過長

He切換

顆粒現(xiàn)象

可能原因:

氣體過濾器被沾污

腔體PUMP有問題;

PUMP PLATE型號用錯(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)，膜厚生長異常。

5、Susceptor有焦洞，BLOCK對應(yīng)位置有白粉現(xiàn)象。

6、S日D與BLK之間存在打火，測量CVG電阻為無窮大，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。

鈍化層開裂

可能原因：

1、應(yīng)力偏掉;

2、SiH4/NH3比例不對

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)

常壓單晶外延和多晶薄膜沉積裝置

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通過光進(jìn)行分解之后進(jìn)行沉積。

3、熱CVD：Gas通過高溫加熱進(jìn)行分解。

CVD在整個(gè)工藝過程中的位置

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促進(jìn)反應(yīng)，因而這種CVD稱為等離子體增強(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、 氣體的種類和混合比

4、溫度

5、Plasma的密度(通過Spacing來調(diào)節(jié))

成膜機(jī)理

SiNX絕緣膜：通過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)室中通過輝光放電，經(jīng)過一 系列初級、次級反應(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。但就目前條件來說，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)量對于柔性AMOLED的實(shí)用化具有現(xiàn)實(shí)意義。通過設(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)到后來問題可能存在Particle的問題，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)簡單介紹一下。這層因?yàn)榈蜏爻杀?huì)讓水汽穿透的路線變長，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。

從比較上來看早期的有很大的問題材料不容易選擇，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，對產(chǎn)能是很大的受限。目前市場主流似乎是用打印的方式來做，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)生問題。

綜合來看，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，持續(xù)做生產(chǎn)。