Oxide TFT, 도대체 어떻게, 왜 만드는걸까 - 산화물TFT 간단 정복!
안녕하세요!
D군이 되고 싶은~ L군입니다.
최근 몇년간 우리나라를 비롯해
전세계를 뜨겁게 달군 키워드는
바로
플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 였습니다.
매년 미국 라스베이거스에서 열리는
세계적인 가전쇼인 CES에서
2016 올해에도 역시 가장 핫한 첨단기술은
단언컨대!
투명한 플렉서블 디스플레이였습니다.
<사진출처 : ces2016.lgnewsroom.com>
<사진 출처 : Technewstoday.com>
하지만 이와 같은 첨단 디스플레이는
'이것'이 없었다면
세상에 태어나지도 못했을 거에요.
'이것'은 바로
Oxide TFT, 즉 산화물 반도체 입니다.
TFT란 Thin Film Transistor의 약자로
말 그대로
얇은 막으로 만든 트랜지스터입니다.
그리고
트랜지스터는
전압과 전류의 흐름을 조절해주는
스위치 역할을 하는 녀석이죠.
반도체, 디스플레이에 관심이 있다면
TFT에 대해 한번쯤은
들어보셨을 거에요.
TFT가 뭔지, 잘 생각이 안나신다구요?
그럼 아래의 포스팅을 참고해주세요.
▼TFT공정이 어려워? - D군과 함께하는 TFT공정 파헤치기!▼ ( 디:플은 늘~~ 여러분의 궁금증을 풀어드릴 준비가 되어있답니다^^) |
산화물 TFT a.k.a 산화물 반도체,
이미 전공수업이나 인터넷을 통해
들어봤던 분도 있을 거고
처음 들으시는 분들도 많을 것 같은데
D군이 핵심만 쏙쏙
뽑아서 자세히 알려드릴게요~
자 그럼 산화물 TFT 제조과정
함께 시작해볼까요!
산화물 TFT란
IGZO (In-Ga-Zn-Oxygen)
즉 인듐-갈륨-아연의 산화물을 이용해 만든 트랜지스터를 말해요.
비정질 산화물 반도체인 IGZO는
1995년 일본 동경공업대학의 호소노 교수 연구팀이
최초로 제안했던 기술로
지금은
미래의 디스플레이를 실현시켜주는
중요한 열쇠가 되어 있습니다~!
LG디스플레이는
2006년부터 투명 산화물반도체인 IGZO-TFT로 구동하는
OLED 패널의 개발을 시작하였습니다.
그리고
2013년, LG디스플레이는
세계 최초로 Oxide TFT를 이용해
55인치 FHD Curved OLED TV의 패널을
성공적으로 양산했답니다.
수많은 세계 최초의 기록을 또 한번 갱신하는
LG디스플레이, 자랑스럽지 않나요? 
그렇다면 기존에 개발된 방식인
a-Si TFT와 LTPS TFT가 있는데
도대체, 왜 Oxide TFT를 사용하려고 할까요?
그 이유는
바로 이렇습니다!
자 그럼 하나씩 하나씩
설명을 해드릴게요.
1. 빠른 반응속도
Oxide TFT는 a-Si에 비해 10배정도 반응속도가 빠릅니다.
따라서 고해상도를 선명하게 구현할 수 있습니다.
2. 얇은 베젤
반응속도가 빠른 덕분에 집적화가 가능하고
화면 옆 테두리인 베젤을 얇게 만들 수 있습니다.
베젤이 얇으면 좋은 이유는
화면이 더 커보이는 효과가 있고
몰입감이 좋아지니까요.
3. 저렴한 생산비용
Oxide TFT는 기존의 a-Si TFT 공정과 거의 유사해서
기존 생산 라인을 활용할 수 있기 때문에
생산라인 구축에 드는 비용이
적습니다.
LTPS는 공정이 많이 다르고, 더 많은 공정이 필요하죠.
- LTPS TFT : 5~11 단계 공정
- Oxide TFT : 5~7단계 공정
(**공정 단계가 더 많을 수록 더 많은 돈이 들겠죠?!!!)
4. 대형화에 유리
LTPS처럼 별도의 결정화 과정이 필요하지 않아
대형화를 하는데 유리합니다.
하지만,
LTPS 와 Oxide TFT의 차이를 좀 들어봤다~
하시는 분들이 던질 의문 한 가지!??
"LTPS 공정으로 만든 TFT의 전자 이동도가 가장 빠르다는데,
그럼 고화질을 구현하는데 LTPS가 더 우월한 거 아닌가요?"
맞습니다. LTPS가 Oxide TFT보다
10배 빠른 전자이동도를 가집니다.
하지만 고려해야할 또다른 이슈가 있습니다.
그것은 바로 균일도(Uniformity)입니다.
<사진 출처 : www.thisisgame.com>
균일도는
Si 분자의 결합이 얼마나 고르게 결합해있는지의 정도를
나타냅니다.
LTPS의 전자 이동도는 가장~빠르지만
균일도가 낮다는 큰 문제도 갖고 있습니다.
이는 LTPS 공정 중에 PS(Poly-Silicon), 즉 다결정실리콘을 형성하는 과정에서
모든 부분을 균일하게 만들 수는 없는
공정의 특성에서 오는데요
스마트폰, 태블릿과 같은 중소형 패널에서는
낮은 균일도가 문제가 되지 않아요.
하지만!
대화면 패널의 경우에는 얘기가 달라집니다.
50인치 이상의 대형 패널이 되면 균일도 문제가 부각되는데요
낮은 균일도가 오히려 전자 이동도를 저하시켜
버벅거림이 나타나기 시작합니다.
정리하자면,
다음과 같습니다.
자 그럼 지금부터 Oxide TFT 공정을
그림을 통해
차근차근 알아봅시다~!
① 우선 기판(Substrate) 위에
스퍼터링으로 게이트를 증착합니다.
그리고나서
② 원하는 무늬만 남겨놓는 패터닝(포토리소그래피)을 해줍니다.
게이트 전극(Gate)과 활성층의 접촉을 막아줄
③ 절연막(SiO2)을 PECVD를 통해 증착시키고,
④ 활성층이 될 IGZO를
스퍼터링을 통해 증착하고
⑤ 열처리를 거친 후
패터닝을 해 줍니다.
⑥ 그 다음 ESL(Etch Stopper Layer)를 PECVD로 증착시켜줍니다.
ESL은 이름 그대로
식각 공정 중 IGZO 산화물이 영향을 받지 않도록
막아주는 역할을 합니다.
⑦ 소스(Source)와 드레인(Drain) 전극으로 이용될 금속을
스퍼터링으로 증착하고
⑧ 패터닝으로 소스와 드레인 모양을 남겨놓습니다.
⑨ SiO2 보호막을 PECVD로 증착하고
⑩ 패터닝으로 연결구멍을 만들어주고!
&
⑪ 마지막으로 연결구멍에 화소 전극을 연결합니다!!!
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자, 그럼 이제 총정리 들어갑니다!
산화물 TFT 기술은
다음을 가능하게 합니다.
미래의 디스플레이를 구현해낼
우리의 기대주 Oxide TFT !!
이 기술이 가져올
우리 생활속 기대를 상상해보면서
오늘의 포스팅을 마무리 할게요~
많은 도움이 되셨길 바라며
D군은 더욱 유익한 정보와 함께
또 인사드리겠습니다 ! :D
(D군의 디:플에서 과도한 포스팅 검색과 방황은... ... 환영합니다!!)