Array 工艺与光罩知识整理文档

一、Array 工艺与晶圆制造工艺对比

结论：Array 工艺和晶圆制造（半导体前道）原理相似，但对象、精度、材料、复杂度完全不同。

（一）Array 工艺（显示面板 TFT 阵列段）

1. 基底：玻璃基板（大尺寸 G8.5、G10.5 等）

2. 目标：在玻璃上制作 TFT 薄膜晶体管阵列

3. 精度：微米级（μm），线宽 1~5μm 左右

4. 流程：清洗→薄膜沉积→光刻→刻蚀→去胶→重复几层

5. 层数：4~8 层

6. 温度：低温（＜400℃）

7. 器件：TFT（结构简单）

（二）晶圆制造（半导体前道）

1. 基底：硅晶圆（Wafer），8/12 英寸

2. 目标：在硅片上制作 CMOS 晶体管、集成电路

3. 精度：纳米级（nm），如 3nm/5nm/7nm

4. 流程：晶圆制备→氧化→光刻→刻蚀→离子注入→沉积→CMP→循环几十层

5. 层数：50~100 层

6. 温度：高温（900~1200℃）

7. 器件：CMOS/FinFET（结构复杂）

（三）相似点

核心工序一致，均使用薄膜沉积、光刻、刻蚀、清洗、检测，均在无尘室环境，依靠精密设备完成图形化加工。

（四）核心差异

基底不同、精度相差 1000 倍、制程层数差异大、工艺温度不同、器件结构复杂度差距极大。

一句话总结：原理相近，精度、材料、难度差距极大，Array 是微米级玻璃工艺，晶圆是纳米级硅基超精密工艺。
二、光罩是什么

光罩（Photomask / Mask），又称掩膜版，相当于芯片/面板制造所用的高精度底片。
由石英玻璃制成，表面用铬金属刻制好电路图案，光刻时通过强光透射，将图案转移至基板上。
三、光罩在 Array 段的作用

光罩是 Array 段的核心耗材，决定每一层电路的形状、尺寸与位置。

1. 曝光成像：紫外光透过光罩照射涂有感光胶的基板，透光区域光刻胶失效，不透光区域光刻胶保留，将光罩图案转移至基板。

2. 一层电路对应一块光罩：TFT 阵列需制作多层结构，每层均需专属光罩。

3. 决定面板品质：光罩精度与缺陷直接影响面板画质、良率，易引发像素错位、亮点暗点、线缺陷等问题。
四、Array 段完整工艺流程（含光罩应用）

Array 段核心逻辑：在大玻璃上，一层一层印刷晶体管电路，每印刷一层使用一张光罩。

1. 玻璃基板进场：超大玻璃清洗洁净。

2. 薄膜沉积：镀金属/绝缘/半导体薄膜，玻璃表面形成均匀膜层。

3. 涂光刻胶：在膜层表面涂布感光胶水。

4. 光刻曝光：通过光罩遮挡紫外光，将电路图案投影至光刻胶上。

5. 显影：清洗被光照破坏的光刻胶，保留与光罩一致的图案。

6. 刻蚀：腐蚀无光刻胶保护的膜层，形成电路结构。

7. 去胶：清洗残留光刻胶，单层电路制作完成。

8. 重复制程：更换不同光罩，重复上述步骤，完成多层电路制作。
五、TFT 结构与对应光罩详解

一块 TFT 像素从下到上结构及对应光罩：

1. 玻璃基板

2. 栅极 Gate（金属线）→ 第1道光罩：栅极光罩

3. 栅绝缘层 GI（绝缘膜，无需光罩）

4. 有源层 Semiconductor（半导体通道）→ 第2道光罩：有源层光罩

5. 源极 S / 漏极 D（金属线）→ 第3道光罩：SD 源漏极光罩

6. 保护层 PVX（绝缘膜，无需光罩）

7. 像素电极 Pixel ITO（透明电极）→ 第4道光罩：像素电极光罩

各光罩具体作用

1. 栅极光罩

◦ 图案：一条条横线

◦ 作用：制作栅极线，为 TFT 开关供电，控制像素开关。

2. 有源层光罩

◦ 图案：栅极上方小块岛状区域

◦ 作用：制作半导体岛，构成 TFT 导电核心。

3. SD 源漏极光罩

◦ 图案：竖线+半导体两端覆盖区域

◦ 作用：制作源极、漏极，传输图像信号电压。

4. 像素电极光罩

◦ 图案：像素方形区域

◦ 作用：制作 ITO 透明电极，控制液晶偏转或 OLED 发光。
六、总结

1. 光罩=Array 段每层电路的印刷模板。

2. Array 段通过更换 4 种不同光罩，完成 4 层电路印刷，最终构成 TFT 开关。

3. 缺少任意一块光罩，均无法完成 TFT 阵列制作，面板无法正常使用。