【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成穩(wěn)定的固態(tài)物質(zhì)膜的工業(yè)過(guò)程 。n 化學(xué)氣相成膜工藝的參數(shù)主要考慮 氣體流量、氣體成分、氣體壓力、射頻功率、電極間距、基板溫度和電極結(jié)構(gòu) 等。52n 在 TFT陣列工藝中， PECVD中的化學(xué)反應(yīng)主要是n SiH4+H2生成 aSin SiH4+NH3+N2生成 SiNx 53n 圖 CVD成膜的二維模型，氣流平行于玻璃基板表面。在主氣流與玻璃基板表面之間，氣流速率從主氣流速率遞減到基板表面的零，此區(qū)域定義為邊界層。54n 因?yàn)?CVD使用的工藝氣體有些是有毒的，有的甚至是劇毒，而且易燃易爆，因此必須要有完善的氣體監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)。n 一般要求 氣柜要遠(yuǎn)離工作場(chǎng)所，并配備完善的安全設(shè)施。n 廢氣處理系統(tǒng)一定要達(dá)到國(guó)家環(huán)境保護(hù)條件要求，否則不能投入運(yùn)行。55TFTLCD設(shè)計(jì)及制作n CVD涉及的主要設(shè)備和材科包括 :n 常壓化學(xué)氣相沉積 (atmospheric pressure chemical vapor deposition， APCVD) 。n 低壓化學(xué)氣相沉積 (low pressure chemical vapor deposition， LPCVD)。n 等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (plasma enhanced chemical vapor deposition， PECVD) 。56n TFT工藝膜的生長(zhǎng)溫度比較低，需引入額外的非熱能能量或降低反應(yīng)所需激活能，以得到足夠的反應(yīng)能量。n 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù) 的原理是在真空中引進(jìn)反應(yīng)氣體，以高頻放電，使其在平行的電極板間產(chǎn)生等離子，利用低溫等離子體作能量源，將樣品置于低氣壓下輝光放電的陰極上，利用輝光放電 (或另加發(fā)熱體 )使樣品升溫到預(yù)定的溫度，反應(yīng)氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子體反應(yīng)，在樣品表面形成數(shù)百埃至數(shù)千埃厚度的固態(tài)薄膜，這是非晶硅陣列制造工程的核心，直接決定 TFT的特性。57n PECVD方法區(qū)別于其他 CVD方法的特點(diǎn)在于， 等離子體中含有大量高能量的電子，它們可以提供化學(xué)氣相沉積過(guò)程所需的激活能。n 電子與氣相分子的碰撞可以促進(jìn)氣體分子的分解、化合、激發(fā)和電離過(guò)程，生成活性很高的各種化學(xué)基團(tuán)，因而 顯著降低 CVD薄膜沉積的溫度范圍，使得原來(lái)需要在高溫下才能進(jìn)行的 CVD過(guò)程得以在低溫下實(shí)現(xiàn)。58n工藝氣體n 硅烷 (SiH4)、n 磷烷 (PH3)、n 氨氣 (NH3)、n 笑氣 (N2O)、n 氮?dú)?(N2)、n 氫氣 (H2)59硅烷（氣）n 硅烷是制作非晶硅和 SiN， SiO的反應(yīng)氣體。n 火災(zāi)危險(xiǎn)度為大 。分子量 32. 118熔點(diǎn) ℃ 101. 325 kPa沸點(diǎn) 111. 5 ℃ 101. 325 kPa液體密度 711 kg .m－ 3 － 185 ℃氣體密度 1. 42 kg .m－ 3 O ℃ ， 100 kPa比容 (kg） l ℃ ，101. 325 kPa臨界溫度 － ℃蒸氣壓 kPa 163 ℃1 040 kPa 60 ℃4 150 kPa 10 ℃黏度 101. 325 kPa， 0 ℃爆炸界限 0. 8%~98%60n 硅烷在常溫常壓下為具有 惡臭的無(wú)色氣體 ；n 在室溫下能著火 ，在空氣或鹵素氣體中發(fā)生爆炸性燃燒 。n 即使用其他氣體稀釋?zhuān)绻麧舛炔粔虻?，仍能自燃。n 硅烷在氬氣中含 2%、氮?dú)庵泻?%、氫氣中含 1%時(shí)，它仍能著火。n 硅烷濃度在小于 1%時(shí)不燃，大于 3%時(shí)自燃， 1%~3%時(shí)可能燃燒。在氧氣中燃燒產(chǎn)物為粉狀氧化硅和水。 61n 硅烷是強(qiáng)還原劑，能與重金屬鹵化物激烈反應(yīng)，與氯、溴發(fā)生爆炸性反應(yīng)，與四氯化碳激烈反應(yīng)。n 因此， 對(duì)硅烷不能使用氟利昂滅火劑。n 硅烷不溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿和四氧化硅，不與潤(rùn)滑油、脂肪反應(yīng) 。對(duì)幾乎所有的金屬無(wú)腐蝕性。有時(shí)，玻璃中的堿成分也能分解硅烷。溶解在二硫化碳中的硅烷遇到空氣也可發(fā)生爆炸。62n 依據(jù)硅烷在化學(xué)品安全技術(shù)說(shuō)明書(shū)（ material safety data sheets , MSDS）的資料，硅烷的致死半濃度（ LC50）為9600ppm(4h)，美國(guó)政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會(huì)議（ American conference of governmenal industrial hygienists， ACGIH）明確規(guī)定在每天工作 8h或一周 40h的情況下，連續(xù)工作不影響工作人體健康的硅烷氣體臨界濃度值（ threshold limit value,TLV）為 。n 實(shí)際上，在工作環(huán)境中允許濃度是采用 5ppm的基準(zhǔn)測(cè)定的。n 在低濃度混合氣體狀況下，由于泄漏在空氣中有一定的穩(wěn)定性，因此建議推薦使用硅烷氣體檢測(cè)器。n 在高濃度純氣體狀況下，因其泄漏可能燃燒成大量的二氧化硅(Si02 ) 粉塵，因此可以推薦采用硅烷 +二氧硅 (SiH4+SiOz)復(fù)合型的檢測(cè)器和紫外 /紅外 (UV/IR)監(jiān)測(cè)器。63n 空氣中允許的硅烷濃度為 ppm。一級(jí)報(bào)警濃度為 ppm；二級(jí)報(bào)警濃度為 ppm。 聽(tīng)到報(bào)警，工作人員必須迅速撤離現(xiàn)場(chǎng)。n 在 TFT制造中采用的是高純度的硅烷，對(duì)一氧化碳、二氧化碳、甲烷和水的含量都要求小于 ppm。對(duì)氮?dú)夂脱鯕?+氬氣的含量也要小于 1 ppm。64磷烷n 磷烷是制作 n+非晶硅的反應(yīng)氣體，其 外觀無(wú)色，比空氣重，并有類(lèi)似臭魚(yú)的味道 ，氣體經(jīng)壓縮液化后運(yùn)輸 。分子量 比重 1. 18沸點(diǎn) ℃ l個(gè)大氣壓冰點(diǎn) /熔點(diǎn)133. 0 ℃ l個(gè)大氣壓氣體密度 lb .(ft)－ 3 ℃臨界溫度 ℃蒸氣壓 522 lb m 2 ℃65n 磷烷雖然是一種 劇毒氣體 ，但是在 TIT制作工藝中，生產(chǎn)是在安全條件下進(jìn)行的。n 在 TFT制造中采用的是高純度的磷烷，其工藝載氣氫氣也是高純度的。n 磷烷氣體純度要求在 %以上，工藝載氣氫氣的純度要求在 %以上。 n 工藝載氣氫氣對(duì)氧、一氧化碳、二氧化碳和甲烷的含量都要求小于 ppm，對(duì)氮?dú)夂退暮恳惨∮?1 ppm，磷烷對(duì)氫氣含量的要求小于 ppm， 66n 同一條件下生產(chǎn)的同一次出廠的為一批。不同批次的產(chǎn)品不要混淆。交貨時(shí)須同時(shí)提交產(chǎn)品原料純度檢驗(yàn)單。氣瓶上要明確記載氣體名稱、生產(chǎn)公司的產(chǎn)品編號(hào)、純度、填充日期等。67n 磷烷在空氣中允許濃度為 ppm；一級(jí)報(bào)警濃度為 ppm；二級(jí)報(bào)警濃度為 ppm。n 聽(tīng)到報(bào)警，工作人員必須迅速撤離現(xiàn)場(chǎng)。68n 磷烷是具有 自燃性的劇毒氣體 ，皮膚接觸液體，會(huì)造成刺激和凍傷。多次暴露的會(huì)潛在影響健康。吸入磷烷，會(huì)損害肺、心、肝、腎、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和骨骼等。n 重復(fù)暴露在低濃度磷烷中，產(chǎn)生的癥狀包括支氣管炎、厭食、神經(jīng)系統(tǒng)問(wèn)題，以及類(lèi)似于急性中毒的癥狀。因此，使用時(shí)一定要注意安全操作。69氨氣n 氨氣是合成絕緣層和保護(hù)膜的反應(yīng)氣體；分子量 比重 沸點(diǎn) － ℃ l個(gè)大氣壓冰點(diǎn) /熔點(diǎn) ℃ l個(gè)大氣壓氣體密度 lb .(ft)－ 3 ℃水溶性 蒸氣壓 lb m 2 ℃70n 氨氣為 無(wú)色氣體 ，但有 強(qiáng)烈刺鼻 的氣味，在其濃度為20ppm時(shí)可以穩(wěn)定監(jiān)測(cè)。n 氨氣具有 可燃性 ，會(huì)嚴(yán)重灼傷眼、皮膚及呼吸道。n 當(dāng)它在空氣中的濃度超過(guò) 15％時(shí)，會(huì)有立即造成火災(zāi)及爆炸的危險(xiǎn)。n 當(dāng)氨氣大規(guī)模泄漏時(shí)，工作人員需要穿全身防護(hù)服，并立即隨時(shí)意識(shí)到潛在的火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)。n 氨氣的品質(zhì)純度要求為 %以上。使用中需要注意不同批號(hào)的產(chǎn)品不要混合使用。71笑氣n 這是合成絕緣層和保護(hù)膜的反應(yīng)氣體。n 笑氣常溫下為 無(wú)色氣體，略帶甜味，吸入能使人狂笑，是一種氧化劑 。n 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不燃燒、不爆炸、無(wú)毒性，對(duì)呼吸道無(wú)刺激 。n 有助燃性，在室溫時(shí)穩(wěn)定，受高溫有爆炸危險(xiǎn) 。n 在 300 ℃ 以上離解，能溶于水、乙醇、乙醚及濃硫酸 。其熔點(diǎn)為 ℃ 1沸點(diǎn)為 ℃ ，蒸氣壓為 kPa(一 58 ℃ ) ，臨界溫度為 ℃ ，臨界壓力為 7 265 kPa。n 笑氣品質(zhì)的純度要求為 99. 999％ 以上。采購(gòu)該原料要有質(zhì)量分析。72氫氣n 氫氣是與硅烷合成非晶硅的反應(yīng)氣體。n 單質(zhì)氫氣是由兩個(gè)原子以共價(jià)單鍵的形式結(jié)合而成的雙原子分子，其鍵長(zhǎng)為 74 pm。n 氫氣是已知的