TFT-LCD过孔接触电阻研究

研究了过孔接触电阻变化规律,并进行机理分析,为优化薄膜晶体管的过孔设计提供依据。首先,运用开尔文四线检测法对不同大小、形状、数量的钼/铝/钼结构的栅极和源/漏层金属与氧化铟锡连接过孔的接触电阻进行测试。然后,通过扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪和聚焦离子束显微镜对过孔内部形貌进行表征。最后,对过孔接触电阻变化规律进行机理分析。实验结果表明:过孔面积越大,接触电阻越小;过孔面积相同时,长方形过孔的接触电阻小于正方形过孔的接触电阻,多小孔的接触电阻小于单大孔的接触电阻,栅极金属与氧化铟锡的过孔接触电阻小于源/漏层金属与氧化铟锡的过孔接触电阻。为了降低钼/铝/钼与氧化铟锡连接过孔的接触电阻,过孔面积尽可能最大化,采用长方形过孔优于正方形过孔,多小过孔优于单大孔设计,同时优化过孔刻蚀工艺,减少过孔内顶层钼的损失。     

TFT阵列基板过孔电阻与耐流性能研究

薄膜晶体管阵列基板过孔电阻大、耐流性差易发生过孔烧毁,引起显示异常。目前针对过孔电阻与耐流性影响因素及机理尚不明确,制约着未来高耐流性过孔的制备和应用。本文实验结果表明：氧化铟锡(Indium Tin Oxide, ITO)膜方块电阻减小、过孔坡度角减小、ITO膜与金属接触面积增大均可降低过孔电阻、提升过孔耐流性。结合过孔结构及机理分析指出,过孔电阻主要由ITO膜层自身电阻(R_ITO)及过孔接触电阻(R_contact)组成,ITO膜方块电阻及过孔坡度角减小会使R_ITO减小,ITO膜与金属接触面积增大会使R_contact减小。基板中部过孔耐流性差与中部的ITO膜方块电阻及过孔坡度角偏大有关。在满足产品光学品质标准前提下,ITO膜厚增厚、调控绝缘层膜质以及干法刻蚀参数减小坡度角、加大过孔接触面积设计是降低过孔电阻、提升过孔耐流性的有效途径。     

ITO阻值的精确计算及影响因素

论述了ITO、方块电阻的定义及ITO阻值的精确计算，并结合实际应用讨论了影响ITO阻值的因素，对版图设计和LCD生产的过程控制有一定的借鉴意义。     

半超结SBD的研究

由于导通电阻与击穿电压之间的矛盾关系,肖特基二极管(SBD)不能够应用于高压功率领域。为了改善导通电阻与击穿电压之间的关系,提出了半超结理论及其设计方法。通过对器件结构参数进行计算和优化,构成了一种实现半超结SBD的工艺方法,并利用Silvaco TCAD软件进行仿真验证。结果表明,利用该优化方案,可以得到击穿电压为500V,导通电阻为37mΩ·cm2的半超结SBD器件。     

小尺寸TFT-LCD GOA显示屏不良横纹的研究

随着GOA(Gate On Array)技术的不断发展,在小尺寸TFT-LCD窄边框显示屏上的应用也越来越频繁,但是由于GOA电路的复杂性和TFT器件自身的稳定性,以及外界温度、湿度的影响,显示屏还存在显示不稳定的问题。本文针对小尺寸TFT-LCD GOA显示屏在高温高湿环境下产生的异常显示横纹,进行了深入分析与改善研究。通过对GOA区域ITO过孔电阻测试、显微镜检查以及修复实验验证,找出了不良产生的直接原因为ITO发生腐蚀,过孔电阻增大,导致GOA驱动信号无法上下导通。接着进一步研究ITO腐蚀发生的条件、ITO腐蚀情况、驱动信号对应关系以及腐蚀成分,证明了ITO发生腐蚀原因为产品长期工作(200h左右)在高温高湿环境下,由于水汽的不断渗入,使GOA区域ITO发生了电化学腐蚀效应。最后根据电化学腐蚀原理,通过采用隔水性强的封框胶、增加ITO膜厚以及降低ITO电位差等措施对工艺进行了改善,结果表明改善后的显示屏超过1 000h,未发生ITO腐蚀。     

金属氧化膜电阻温度系数的测定

采用由传感器AD590组成的水浴恒温箱测得不同温度下金属氧化膜电阻的阻值，通过大量的实验数据分析各种金属氧化膜电阻阻值与温度的关系，分析表明，阻值与温度之间呈线性关系，通过直线拟舍，得到电阻阻值与温度的关系式，通过关系式求得金属氧化膜电阻器的温度系数，建立阻值与温度的数学模型，这样就能得到不同温度下各种金属氧化膜电阻的理论预测值。     

ESD对RuO2厚膜电阻阻值的影响

采用静电放电(Electrostatic discharge,ESD)发生器对RuO2厚膜电阻直接放电,研究了电阻阻值变化率与电阻尺寸、阻值和ESD条件的关系。结果表明:厚膜电阻阻值受ESD作用而下降;相同ESD及阻值条件下的阻值变化率随电阻尺寸的增大而减小;相同电阻的阻值变化率随ESD电压的增大而增大;10kΩ左右的厚膜电阻在ESD作用下的阻值变化率最大,阻值变化率随着阻值的减小和增大而呈减小趋势;对10kΩ厚膜电阻反复施加不断增大的ESD电压,除宽度尺寸为0.45mm的电阻阻值在8～10kV之间出现一次回升外,电阻阻值逐步下降。     

弹片连接的弱力接触电阻测试与分析

弹片作为一种重要的电连接器,它的可靠性会直接影响设备的电性能。研究弹片电连接的规律和影响因素,对于提升设备性能并节约成本具有重要意义。本文通过软件仿真及实验测量,测试了在弱外加力(<2 N)的条件下,以弹片为代表的电连接部件,接触电阻阻值随着接触金属面材料的电阻率减小而减小,且随着外加力的增大而减小的规律。通过机械接触理论分析及计算,验证了接触电阻会受到材料的电阻率与外加力影响;对弹片的接触电阻产生机理给出了明确解释,能够更准确地判断弹片与不同接触界面产生接触电阻的大小关系。     

钝化层沉积工艺对过孔尺寸减小的研究

为了适应TFT-LCD小型化与窄边框化以及在面板布线精细化的趋势,提高工艺设计富裕量以及增加面板的实际利用率,研究了通过改变钝化层(PVX)的沉积工艺来减小液晶面板阵列工艺中连接像素电极与漏极的过孔(VIA)尺寸的方案,通过设计实验考察了影响过孔大小的钝化层的主要影响因素(黑点、倒角、顶层钝化层沉积厚度,顶层钝化层沉积压力),得出了在不改变原有刻蚀方式基础之上使过孔的尺寸降低20%～30%的优化方案,并对其进行了电学性能评价(Ion:开态电流、Ioff:关态电流、Vth:阈值电压、Mobility:迁移率),从而获得了较佳的减小过孔尺寸的方案,提高了产品品质。     

600V CoolMOS优化设计

CoolMOS具有优越的直流特性。为了设计出一个600V CoolMOS结构,首先CoolMOS的结构入手,结合电荷平衡理论,分析了其高击穿电压BV、低导通电阻Ron的原理。通过理论计算,得到相关的设计参数,并结合TCAD软件对Cool-MOS的多个参数（外延参数、注入剂量、单胞尺寸、推阱时间）进行了优化。最终得到击穿电压为630 V,特征导通电阻RonA仅为12.5 mΩ.cm-2的CoolMOS结构,器件特性大大优于传统功率MOSFET。     

SOI LIGBT抗闩锁效应的研究与进展

概述了绝缘层上硅横向绝缘栅双极晶体管(SOI LIGBT)抗闩锁结构的改进历程,介绍了从早期改进的p阱深p+欧姆接触SOI LIGBT结构到后来的中间阴极SOI LIGBT、埋栅SOILIGBT、双沟道SOI LIGBT、槽栅阳极短路射频SOI LIGBT等改进结构;阐述了一些结构在抗闩锁方面的改善情况,总结指出抑制闩锁效应发生的根本出发点是通过降低p基区电阻的阻值或减小流过p基区电阻的电流来削弱或者切断寄生双极晶体管之间的正反馈耦合。     

600 V C00lMOS 优化设计

Cool MOS具有优越的直流特性.为了设计出一个600V CoolMOS结构,首先CoolMOS的结构人手,结合电荷平衡理论,分析了其高击穿电压BV、低导通电阻Ron的原理.通过理论计算,得到相关的设计参数,并结合TCAD软件对Cool-MOS的多个参数(外延参数、注入剂量、单胞尺寸、推阱时间)进行了优化.最终得到击穿电压为630 V,特征导通电阻RonA仅为12.5 mΩ·cm-2的CoolMOS结构,器件特性大大优于传统功率MOSFET.     

激光横向切割长度对片式电阻阻值影响的实验研究

激光在片式电阻上的横向切割长度对阻值影响较大 ,合理设计其长度能够以较低成本提高激光调阻精度及调阻效率。通过实验数据分析得出激光横向切割的长度变化率与阻值变化率之间的定量结论 ,并拟合了有效横向切割长度的阻值变化率与切割长度变化率之间的关系函数 ,二者能够为提高调阻精度和调阻效率提供控制依据。     

高压VDMOS的设计

本文通过VDMOS的电参数来确定其结构参数。通过击穿电压来确定外延层的厚度和电阻率。通过阈值电压来确定栅氧的厚度。由饱和电流的表达式可知元胞的最大通态电流。导通电阻和击穿电压是两个相互矛盾的参数,增加击穿电压和降低导通电阻对器件尺寸的要求是矛盾的。     

Al-C-Ni组分的变化对Al-C-Ni与ITO层接触电阻的影响

为克服大尺寸显示面板中反应时间的延迟问题,采用低阻栅线是十分有益的,同样在小尺寸面板上也存在这种相互匹配的过程。然而,由于Al较高的氧化速度,铝合金和ITO材料接触性能并不太好。文章介绍了在室温ITO沉积过程中,通过增加ACX(Al-C-Ni)中Ni含量来减少ACX-ITO接触电阻。经室温ITO沉积后,接触电阻成功地减少到300Ω,而且没有ACX引起的问题出现。     

p-GaN与ITO欧姆接触的研究

针对GaN基发光二极管中p-GaN与透明导电薄膜ITO之间的接触进行研究,尝试找出透明导电层ITO的优化制程条件。将在不同氧流量、ITO厚度及退火温度下制备的透明电极ITO薄膜应用于GaN基发光二极管,来增加电流扩展,减小ITO与p-GaN欧姆接触电阻,降低LED工作电压及提高透过率、增强LED发光亮度。将ITO薄膜应用于218μm×363μm GaN基发光二极管LED,分析其在20 mA工作电流条件下正向电压和光输出功率的变化,在优化条件下制得的蓝光LED在直流电流20 mA下的正向电压3.23 V,光输出效率为23.25 mW。     

敷铜PCB走线与过孔的电流承载能力

使用FR4敷铜板PCBA上各个器件之间的电气连接是通过其各层敷着的铜箔走线和过孔来实现的。由于不同产品、不同模块电流大小不同,为实现各个功能,设计人员需要知道所设计的走线和过孔能否承载相应的电流,以实现产品的功能,防止过流时产品烧毁。文中介绍设计和测试FR4敷铜板上走线和过孔的电流承载能力的方案和测试结果,其测试结果可以为设计人员在今后的设计中提供一定的借鉴,使PCB设计更合理、更符合电流要求。     

埋嵌平面电阻印制板阻值控制方法研究

埋嵌平面电阻印制板是一种通过将具有平面型电阻材料埋置到印制线路板中,从而使印制线路板同时具有连接各元器件和普通分立电阻元器件才有的电阻功能。而如何控制埋嵌平面电阻阻值的大小以符合设计要求,是制造过程中核心技术。从原理、设计计算、制程控制各方面来全面分析埋嵌平面电阻阻值的控制方法,以供业界分享。     

基于电阻细分的激光纵向切割长度对片式电阻阻值影响的实验研究

激光在片式电阻上的纵向切割对阻值变化影响较小,合理设计其长度可以提高激光调阻精度及保证阻值稳定性。通过电阻细分和实验数据分析得到激光纵向切割长度对阻值影响的定量公式。经实验验证：该公式的估算偏差不大于1％,能够准确预测经激光纵向切割的电阻阻值的变化趋势和速度,进而为提高调阻精度和保证阻值稳定性提供控制依据。     

高速PCB单端过孔研究

在高速数字电路设计中,过孔的寄生电容、电感的影响不能忽略,过孔在传输路径上表现为阻抗不连续的断点,会产生信号的反射、延时、衰减等信号完整性问题。文章采用矢量网络分析仪研究了过孔长度、过孔孔径、焊盘/反焊盘直径对过孔阻抗的影响。通过在信号孔旁增加接地孔,为过孔电流提供回路方法,提高过孔阻抗的连续性,并有效降低过孔损耗。此外,文章还探讨了过孔多余短柱对过孔阻抗及损耗的影响。本研究可为高速数字电路过孔设计和优化提供依据。