环球电气之家-午夜精彩视频-中国专业电气电子产品行业服务网站!

產品分類

當前位置: 首頁 > 新聞熱點

40V高壓液晶顯示驅動芯片工藝的開發

發布日期:2022-07-14 點擊率:73

ot;display: block;">隨著液晶面板的興起以及越來越大的尺寸,高壓LCD驅動日漸受到市場的關注,但高電壓(40V以上)工藝在中國基本還處于空白。本文著重介紹40V高壓工藝平臺所面臨的主要問題和關鍵工藝:銻注入,外延生長之后的光刻對準和非金屬硅化物接觸孔等。此外,由于成本的控制以及保證相當的市場競爭力,該套工藝開發的掩模版層數相當少,只有16層,這就給器件的調整帶來了極大的復雜度和難度,往往“牽一發而動全身”,一次器件的調整往往同時影響好幾種器件,顧此失彼。而且還要面臨良率的問題,我們的目標是要將良率做到90%以上。基于以上考慮,我們將主要精力集中在這些關鍵工藝的開發和器件的調整,最終通過所有的驗證,并達到了99%的良率。下文將通過實驗過程及相關數據進行詳細說明。

銻注入

在保證器件能正常工作且有一定的工藝窗口的情況下,選擇銻注入的能量和劑量以及相應的推阱工藝并滿足以下要求:

1. 在外延生長完沒有位錯/層錯缺陷;

2. 明確氧化層厚度與銻注入的能量/劑量以及相應的推阱工藝之間的關系;

3. 氧化層厚度在銻注入區與非注入區的不同。


由表1可見,在有襯墊氧化層的情況下,低的銻注入能量/劑量是沒有缺陷的條件并且隨著銻注入的能量/劑量越來越高,位錯/層錯缺陷越來越嚴重(見圖1)。在氧化層厚度與銻注入能量/劑量以及注入/非注入區的關系方面,我們做了相關研究(見表2)。我們注意到,在相同的推阱條件下越接近表面的越嚴重的硅損傷將會得到更厚的氧化層。這也意味著,在后續的氧化層去除工序時我們要充分考慮這一點。另外一點需要提到的是,為了避免銻和磷的交叉污染,我們這里所采取的措施是指定一臺機臺專門負責銻的推阱工藝。

硅外延生長后的光刻對準和OVL

由于在外延生長完后,我們接下來要進行的就是N/P阱光刻,而這2次光刻所對準的前層都是外延生長前的零層。但經過外延生長的零層圖案是否還保型完好到足以讓我們的光刻機輕松識別呢?答案是否定的!由于我們的外延比較厚以及外延工藝本身的特性,前層的圖案在外延生長過程中或多或少會產生一些形變或位移,這就給后續的光刻對準帶來了困難。



表一:不同能量、劑量的銻注入與缺陷的關系    


表二   氧化層厚度與銻注入能量/劑量以及注入/非注入區的關系。
表二   氧化層厚度與銻注入能量/劑量以及注入/非注入區的關系。    



圖一:不同銻注入能量/劑量下的缺陷光學比較    

為了解決以上問題,保證光刻機能正常的對準以及相當精確的OVL,我們同光刻部門就LSA/FIA 對準圖案的選擇進行了大量的實驗并且得到了不錯的結果:

首先考慮粗對準。比較圖2(a)和(b),明顯我們看到LSA dark圖(b)的粗對準信號圖更好,更容易讓光刻機粗對準。接下來考慮精對準。比較圖3(a)和(b),明顯我們看到FIA dark圖(b)的精對準信號更好,更容易讓光刻機精對準。



圖二:光刻機不同粗對準圖案的信號圖    

圖三:光刻機不同精對準圖案的信號圖
圖三:光刻機不同精對準圖案的信號圖    


在確認了光刻機的粗對準和精對準信號之后,我們還需要進一步確認光刻機相應的精對準隨機因子和Overlay的結果。從表3看出,LSA不管clear還是dark,其隨機因子和OVL結果都相當差;而FIA則不管是clear還是dark,其隨機因子和OVL結果都相當好。另外,至于Global EGA到底是否可以少選幾個點而進一步改善,從數據上看似乎沒有太大區別。

表三:不同精對準圖案與隨機因子/Overlay的關系
表三:不同精對準圖案與隨機因子/Overlay的關系    

非金屬硅化物接觸孔

由于采用非金屬硅化物接觸孔,雖然理論上相比金屬硅化物接觸電阻會偏大,但由于我們是第一次采用這種工藝,并沒有基準可以參考,結果發現我們的工藝PDIFF_CT指標大大超出了規格(見圖4)。


圖四:非金屬硅化物PDIFF_CT WAT值
圖四:非金屬硅化物PDIFF_CT WAT值    

經過TEM FA我們發現,Ti/TiN在接觸孔底部的階梯覆蓋相當的差(圖5)。當我們采用金屬硅化物工藝時,由于接觸孔底部已經有一層TiSi2,這種影響并不太大。但是,一旦采用的是非金屬硅化物接觸孔,如此差的底部階梯覆蓋就是致命的。


圖五:接觸孔Ti/TiN階梯覆蓋圖
圖五:接觸孔Ti/TiN階梯覆蓋圖    

知道失效原因之后,經過詳細討論和仔細研究,我們調整了Ti/TiN金屬淀積和接觸孔刻蝕的工藝從而得到了圖6的形貌。可以看到接觸孔底部的階梯覆蓋得到明顯的改善,這一形貌的改善在WAT PDIFF_CT的數據上我們得到了驗證(圖7)。經過工藝的改善,PDIFF_CT從之前大于450降到了100以下,并且硅片面內均勻性相當好。


圖六:改善后接觸孔Ti/TiN階梯覆蓋圖
圖六:改善后接觸孔Ti/TiN階梯覆蓋圖      


圖七:新結構接觸孔PDIFF_CT WAT值
圖七:新結構接觸孔PDIFF_CT WAT值    

器件的調整

在以上的新工藝開發基本解決之后,接下來我們的重點就是器件的調整。由于40V高壓所用的掩模版非常少,一道離子注入層往往同時影響好幾個器件或者說一種器件的調整往往取決于好幾道離子注入。這雖然使得我們的工作變得更加復雜,但卻還不是最棘手的問題。我們面臨的最大問題是如何盡可能同時提高40V高壓器件的擊穿電壓(BV)和工作電流(Ion)。眾所周知,這兩個參數往往是相互影響、相互牽制的。


圖八:40V高壓PMOS 器件結構圖
圖八:40V高壓PMOS 器件結構圖    

那么我們要怎樣做才能實現呢?讓我們先了解一下40V高壓器件的器件結構。如圖8所示,我們40V高壓器件采用的是LDMOS結構,源極/漏極的OFFSET由阱構成。在柵極多晶硅和源極/漏極之間有一段漂移區 氧化層。就PMOS而言,整個PMOS被NBL(N-Buried Layer)和N阱隔開。為了提高BV,我們首先得知道,器件的BV取決于源極/漏極穿通(Punch Through)還是某一個PN 結。事實上,當我們做過大量的實驗之后發現,40V PMOS BV取決于漏極的P阱對NBL結的BV,因此,我們的目標就是如何提高這個結的BV。為了實現這個目標,我們可以有兩種做法:

1. 降低NBL和P阱濃度。但這里要注意,如果P阱濃度太低,由于Rs增加和結深變淺會相應減小Ion。另一方面,如果NBL濃度太低,則有可能導致中間的N阱同NBL接不上,從而導致HVPMOS完全不工作。

2. 增加外延層(EPI)厚度。外延增厚不僅可以明顯提高HVPMOS BV而且由于結深的增加,Ion也能得到相應的增加。雖然外延變厚同樣有可能導致中間的N阱同NBL接不上,但只要我們控制在一定范圍內,這個問題就能得到避免。

比較以上兩種方法,由于后者對提高BV更有效,而且同時還能提高Ion,因此我們選擇增加外延厚度。不過這里要再次提醒,外延不能太厚,否則HVPMOS將完全不能工作。雖然我們通過增加外延厚度間接提高了Ion,但是離我們的目標還有一定的距離。因此,我們還得從另一個角度來進一步提升。

注意到在柵極多晶硅和源極/漏極之間有一段漂移氧化層,如果我們能降低漂移氧化層下面的P阱 Rs則又能進一步提升Ion。順著這條思路,我們可以在場 氧化層成長以前增加一次硼(Boron)注入來降低Rs。事實上,我們正是這樣做的,并且確實進一步提升了40V PMOS Ion。不過這里同樣要注意兩點:

1. 這次硼注入增加了P阱的濃度,因此這有可能降低HVPMOS的BV,需要權衡考慮;

2. 這次硼注入同樣會注入到N阱區域,因此這將增加N阱的Rs,從而降低40V NMOS Ion,也需要權衡考慮。

良率的提升

在工藝和器件的問題基本解決之后,我們進一步要做的就是確認我們的良率大概是多少以及應該怎樣提升。先來看基準良率。從圖9的良率bin map我們可以看到,良率從25%到94%不等,并且主要是Bin8和Bin13失效。另外,我們總結了良率與WAT的關系,發現良率與5VNMOS Vt有著很強的聯系。由圖10可見,隨著5VNMOS Vt的升高,良率越來越低。基于以上分析,我們迅速調整了5VNMOS Vt,結果良率提升到了99%(圖11)。


圖九:40V高壓良率及bin map
圖九:40V高壓良率及bin map      


圖十:5VNMOS_Vt 與良率的負相關系
圖十:5VNMOS_Vt 與良率的負相關系


圖十一:5VNMOS Vt調整后良率與Vt的關系
圖十一:5VNMOS Vt調整后良率與Vt的關系  

本文小結

從以上的數據可以看出,該40V高壓工藝平臺的開發相當成功,這不僅反映在各項監控指標和最終的WAT上,而且高達99%的良率更是肯定了這一點。因此,40V高壓工藝的開發成功不僅填補了中國在該技術上的空白,完善了高壓產品系列,而且還將帶來顯著的經濟效益。另外,這些關鍵工藝不僅適用于40V高壓,未來其他的項目也可以借鑒。

作者:陳華倫

高級主管工程師

熊濤

資深工程師

工藝集成技術開發部

華虹NEC電子有限公司


下一篇: 千兆位串行化/解串化

上一篇: 創新設計全面提升D類

主站蜘蛛池模板: 微型气象仪_气象传感器_防爆气象传感器-天合传感器大全 | 锥形螺带干燥机(新型耙式干燥机)百科-常州丰能干燥工程 | ◆大型吹塑加工|吹塑加工|吹塑代加工|吹塑加工厂|吹塑设备|滚塑加工|滚塑代加工-莱力奇塑业有限公司 | 扫地车厂家-山西洗地机-太原电动扫地车「大同朔州吕梁晋中忻州长治晋城洗地机」山西锦力环保科技有限公司 | 高考志愿规划师_高考规划师_高考培训师_高报师_升学规划师_高考志愿规划师培训认证机构「向阳生涯」 | 天津拓展_天津团建_天津趣味运动会_天津活动策划公司-天津华天拓展培训中心 | 济南轻型钢结构/济南铁艺护栏/济南铁艺大门-济南燕翔铁艺制品有限公司 | 安徽成考网-安徽成人高考网 | 蓝莓施肥机,智能施肥机,自动施肥机,水肥一体化项目,水肥一体机厂家,小型施肥机,圣大节水,滴灌施工方案,山东圣大节水科技有限公司官网17864474793 | 石牌坊价格石牌坊雕刻制作_石雕牌坊牌楼石栏杆厂家_山东嘉祥石雕有限公司 | 粒米特测控技术(上海)有限公司-测功机_减速机测试台_电机测试台 | 欧必特空气能-商用空气能热水工程,空气能热水器,超低温空气源热泵生产厂家-湖南欧必特空气能公司 | 武汉天安盾电子设备有限公司 - 安盾安检,武汉安检门,武汉安检机,武汉金属探测器,武汉测温安检门,武汉X光行李安检机,武汉防爆罐,武汉车底安全检查,武汉液体探测仪,武汉安检防爆设备 | 生态板-实木生态板-生态板厂家-源木原作生态板品牌-深圳市方舟木业有限公司 | 棉服定制/厂家/公司_棉袄订做/价格/费用-北京圣达信棉服 | 乐泰胶水_loctite_乐泰胶_汉高乐泰授权(中国)总代理-鑫华良供应链 | 厦门ISO认证|厦门ISO9001认证|厦门ISO14001认证|厦门ISO45001认证-艾索咨询专注ISO认证行业 | 电脑知识|软件|系统|数据库|服务器|编程开发|网络运营|知识问答|技术教程文章 - 好吧啦网 | 精密模具-双色注塑模具加工-深圳铭洋宇通 | 微型气象仪_气象传感器_防爆气象传感器-天合传感器大全 | 合肥抖音SEO网站优化-网站建设-网络推广营销公司-百度爱采购-安徽企匠科技 | 电池挤压试验机-自行车喷淋-车辆碾压试验装置-深圳德迈盛测控设备有限公司 | 回转炉,外热式回转窑,回转窑炉-淄博圣元窑炉工程有限公司 | Safety light curtain|Belt Sway Switches|Pull Rope Switch|ultrasonic flaw detector-Shandong Zhuoxin Machinery Co., Ltd | 液氮罐(生物液氮罐)百科-无锡爱思科 | 仿古建筑设计-仿古建筑施工-仿古建筑公司-汉匠古建筑设计院 | 球磨机,节能球磨机价格,水泥球磨机厂家,粉煤灰球磨机-吉宏机械制造有限公司 | 河南彩印编织袋,郑州饲料编织袋定制,肥料编织袋加工厂-盛军塑业 河南凯邦机械制造有限公司 | 捆扎机_气动捆扎机_钢带捆扎机-沈阳海鹞气动钢带捆扎机公司 | 小小作文网_中小学优秀作文范文大全 | 数控专用机床,专用机床,自动线,组合机床,动力头,自动化加工生产线,江苏海鑫机床有限公司 | 次氯酸钠厂家,涉水级次氯酸钠,三氯化铁生产厂家-淄博吉灿化工 | 断桥铝破碎机_铝合金破碎机_废铁金属破碎机-河南鑫世昌机械制造有限公司 | 活性炭-蜂窝-椰壳-柱状-粉状活性炭-河南唐达净水材料有限公司 | 冷镦机-多工位冷镦机-高速冷镦机厂家-温州金诺机械设备制造有限公司 | 不锈钢搅拌罐_高速搅拌罐厂家-无锡市凡格德化工装备科技有限公司 | 绿萝净除甲醛|深圳除甲醛公司|测甲醛怎么收费|培训机构|电影院|办公室|车内|室内除甲醛案例|原理|方法|价格立马咨询 | 阜阳成人高考_阜阳成考报名时间_安徽省成人高考网 | 电销卡_北京电销卡_包月电话卡-豪付网络 | 空气能采暖,热泵烘干机,空气源热水机组|设备|厂家,东莞高温热泵_正旭新能源 | Akribis直线电机_直线模组_力矩电机_直线电机平台|雅科贝思Akribis-杭州摩森机电科技有限公司 |