AMOLED 용산화물 TFT 기술 [ 표 1] 디스플레이용 TFT 특성비교표도 30cm 2 /V.s 이상을요구하게될것이라고기대한다. 이에따라, 대면적공정에서고이동도특성을균일하게가질수있는신규 TFT를요구하게되었으며이에대한방안으로산화물 TFT가연구되고있다. 반면, 고이동도

Size: px

Start display at page:

Download "AMOLED 용산화물 TFT 기술 [ 표 1] 디스플레이용 TFT 특성비교표도 30cm 2 /V.s 이상을요구하게될것이라고기대한다. 이에따라, 대면적공정에서고이동도특성을균일하게가질수있는신규 TFT를요구하게되었으며이에대한방안으로산화물 TFT가연구되고있다. 반면, 고이동도"

필모 맹
6 years ago
Views:

모바일용응용에서는레티나디스플레이의출현과함께해상도를증가시키는것이최고이슈로서현재 200~250dpi에서 300 혹은그이상의고해상도를제작하면서파워소비량을줄여야하는기술적인문제가있다. 최근 SMD에서올연말내에 FHD 급의해상도를갖는제품을출시할것이라발표했다.

1 기술특집 AMOLED 용산화물 TFT 기술 박상희 ( 한국전자통신연구원융합부품소재연구부문신소자 / 소재연구부산화물전자소자연구팀 ) Ⅰ. 서론 자발광형디스플레이로서저전압구동이가능하고종이와유사한두께로제작이가능하며동작속도가매우빠를뿐만아니라감성적인색구현이가능한 OLED는아이폰의열풍과함께스마트폰의발전에힘입어모바일용디스플레이에서 AMOLED 소자로빠른성장세를보이고있다. 최근 OLED의가장큰관심분야는모바일용디스플레이와대면적 TV, 그리고 OLED 조명이다. 모바일용응용에서는레티나디스플레이의출현과함께해상도를증가시키는것이최고이슈로서현재 200~250dpi에서 300 혹은그이상의고해상도를제작하면서파워소비량을줄여야하는기술적인문제가있다. 최근 SMD에서올연말내에 FHD 급의해상도를갖는제품을출시할것이라발표했다. 모바일용으로 OLED를고해상도제품으로만드는것은 TFT (thin film transistor) 보다는 OLED 화소형성의어려움에기인하는것으로기존의 fine metal mask (FMM) 법을사용하지않고 LITI 기술로화소를형성하거나 white OLED 상에 color filter 를형성하여 (color by white) 구현할수있다. 현재모바일용 OLED의 TFT는 LTPS (Low temperature polysilicon) TFT가사용되고있으며 5.5세대까지양산이가능한상태이다. 대면적 TV 의경우는 OLED 증착장비도개발되지않았지만 backplane 제조기술도확정된것이없는실정이다. 이는 OLED 소자를통해흐르는전류양에비례하여 휘도가증가하는전류구동소자의특성상 TFT의전기적안정성이반드시확보되어야하는데대면적공정이가능하면서도전기 / 광학적으로안정한 TFT를제작하는기술이개발되지않았기때문이다. 조명으로서의 OLED는무엇보다도수명과가격의이슈와함께아직까지는효율 / 수명 / 가격으로인해니치마켓밖에는기대할수없는상황이다. 본장에서는최근디스플레이에서가장화두가되고있는대형 AMOLED TV 기술중에서, OLED 구동소자로서최근 5여년사이에급속도록기술의발전을이룩하여주목받고있는산화물 TFT 기술에대해서간단히소개하고자한다. Ⅱ. 산화물 TFT 기술개요 1. 산화물 TFT 기술개요 a-si TFT는 LCD의대표적인구동소자로서비록전자이동도는양산소자의경우 0.5cm 2 /V.s 이하로낮으나이정도의이동도로써도 60인치급 TFT-LCD 구동에는사용이가능하고특히대면적에서의특성균일성및공정의단순함, 공정의우수한재현성등으로최근에는중국에서도쉽게대면적화 (8세대급) 기술을재현할수있을정도로기술의성숙도가높다. 그러나 TV의대형화, 고해상도, 3D TV로의진화에따라 TFT-LCD에필요한 TFT 특성도 a-si TFT보다훨씬더높은고이동도소자를요구하고있다. 특히무안경식 3D TV 용의 TFT 이동도는적어 24 인포메이션디스플레이

AMOLED 용산화물 TFT 기술 [ 표 1] 디스플레이용 TFT 특성비교표도 30cm 2 /V.s 이상을요구하게될것이라고기대한다. 이에따라, 대면적공정에서고이동도특성을균일하게가질수있는신규 TFT를요구하게되었으며이에대한방안으로산화물 TFT가연구되고있다. 반면, 고이동도 (100cm 2 /V.

2 AMOLED 용산화물 TFT 기술 [ 표 1] 디스플레이용 TFT 특성비교표도 30cm 2 /V.s 이상을요구하게될것이라고기대한다. 이에따라, 대면적공정에서고이동도특성을균일하게가질수있는신규 TFT를요구하게되었으며이에대한방안으로산화물 TFT가연구되고있다. 반면, 고이동도 (100cm 2 /V.s) 와고안정성을갖는 LTPS TFT는모바일용 AMOLED 의구동소자로서양산되고있지만 8세대이상의장비, 공정등이아직결정되지않았으며또한결정화단계의긴공정시간및 laser crystallization, doping, activation, 양질의 SiO 2 절연막등고가의공정으로인해가격경쟁력을갖지못하는것이사실이다. 그러므로대면적에서저가격공정이가능하고전기적특성이우수한산화물 TFT를필요로하고있다. 산화물 TFT 공정은기존의 a-si TFT 라인의 minor 한변경만으로도제작이가능하기때문에초기투자비용이적고 5 마스크공정으로제작이가능하므로가격경쟁력이있다. 산화물반도체는기본적으로화합물반도체이기때문에각성분원소의 vacancy, interstitial, substitutional 등이모두결함으로작용한다. 또한다른원소특히수소의존재도결함으로작용한다. 실제로 Oxide 반도체의전기적특성을일차적으로좌우하는것은산소의결핍과관련된결함과수소도핑이주요한영향을끼치는것으로알려져있다. 1 산화물반도체는주로 n type으로서산소의결함과도핑된 H가주된 n type 캐리어로여겨지고있다. 2 산화물반도체가비정질상태에서도큰이동도특성을보이는것은우선 conduction band의주구성요소가금속 의 s 오비탈이어서 bond angle의의존성을덜보이기때문인것으로설명한다. 3 산화물반도체의독특한특성으로캐리어농도와이동도의관계이다. 특정농도까지는캐리어농도가높을수록이동도도함께높아지고일정농도이상에서는온도에무관한이동도특성을보인다. 이는비정질반도체의 conduction band mobility edge 근처에에너지배리어가존재하여이에전자이동이영향을받다가 percolation 방식으로배리어를넘으면전도가일어나기때문인것으로보고된다. 4 산화물 TFT의초기연구는주로반도체조성의탐색과다양한구조에서의특성확보, 반도체박막의형성방법, 그리고소자의 stability에영향을미치는요인들을파악하기위한것에초점이많이맞추어졌다. 5-7 전기적안정성을확보하기위한많은이슈들이해결된이후에는광안정성에대한새로운문제가붉어졌으며 8 이또한최근에는해결방안들이제시됨으로써산화물 TFT의 OLED 구동소자로서의특성이차츰검증되고있다. 현재는 LGD 에서 8세대향 AMOLED TV를개발하기위해산화물 TFT 연구가활발히진행되고있으며 LTPS TFT를주로사용하고있는 SMD에서도대면적 TV 용 backplane으로산화물 TFT를개발하고있다 2. AMOLED 용산화물 TFT의개발현황산화물반도체박막트랜지스터는고이동도, 소자특성의균일성및동작안정성으로인해차세대대면적 AMOLED의백플레인소자로서의적용가능성을크게높이고있다. 한국전자통신연구원이 2005년 IDW에서 ZnO을채널로사용한 TFT로 AMOLED 패널을세계최초로발표한이후 LG 전자, 삼성종기원, SMD, 소니, SEL, AUO 등에서 IGZO TFT로구동하는 AMOLED를발표하는등지난 3~4년간산화물반도체박막트랜지스터를적용한 AMOLED 패널에대한시연및연구결과가크게증가하고있다. [ 표 2] 는각기관에서발표한 AMOLED를요약정리한것이다. 표에서볼수있듯이산화물 TFT는 AMOLED 패널뿐만이아니라투명디스플레이그리고플렉시블디스플레이로적용됨으로써그응용성을확대하고있다. 그러나 AMOLED 디스플레이 2011 년제 12 권제 4 호 25

기술특집 [ 표 2] 산화물 TFT 로구동한 AMOLED 패널개발현황 연도구조 / 반도체이슈발표기관 2005 Bottom gate/zno ALD 법사용, 세계최초 oxide TFT driven AMOLED ETRI (IDW) 2006 Bottom gate/zno 세계최초투명디스플레이 ETRI (SID) 2007 Top gate/igzo 3.

5 flexible AMOLED ( 금속기판사용 ) LG 전자 (IMID) 2007 Top gate/zno 3.5 QCIF 투명디스플레이 (PL 도입 ) ETRI (E-MRS) 2008 ESL/IGZO 12.1 (WXGA) SMD (SID) 2008 Top gate/zno 3.

3 기술특집 [ 표 2] 산화물 TFT 로구동한 AMOLED 패널개발현황 연도구조 / 반도체이슈발표기관 2005 Bottom gate/zno ALD 법사용, 세계최초 oxide TFT driven AMOLED ETRI (IDW) 2006 Bottom gate/zno 세계최초투명디스플레이 ETRI (SID) 2007 Top gate/igzo 3.5 QCIF 풀컬라 (top emission) LG 전자 (SID) 2007 Bottom gate/igzo 4.1 (etch stop layer:esl 도입 ) SDI (IMID) 2007 Bottom gate/igzo 4 (BCE type), bottom emission SAIT (IMID) 2007 Top gate/igzo 3.5 flexible AMOLED ( 금속기판사용 ) LG 전자 (IMID) 2007 Top gate/zno 3.5 QCIF 투명디스플레이 (PL 도입 ) ETRI (E-MRS) 2008 ESL/IGZO 12.1 (WXGA) SMD (SID) 2008 Top gate/zno 3.5 고안정성 ZnO TFT, 산화물 TFT 광안정성보고 ETRI (SID) 2009 ESL/IGZO 4 QVGA ( 봉지층공정개선을통한안정성확보 ) SEL (SID) 2009 Bottom/ IZO 2.2 QQVGA 최총용액공정 AMOLED SAIT (SID) 2009 Top & bottom/ AZTO 2.9 QCIF, ( 소자구조에따른 TFT 특성 ) ETRI (IMID) 2009 ESL/IGZO 19 qfhd (5T2C 구조, 고성능대면적 AMOLED) 6.5 flexible AMOLED SMD (FPD) 2010 ESL/IGZO 11.7 ( 고안정성 TFT, alumina 보호막사용 - 스퍼터링 ) SONY 2011 ESL/IGZO 3.4 qhd ( 전사법이용, 소스및게이트드라이버내장 ) Flexible display SEL (SID) 패널의백플레인소자로서산화물반도체박막트랜지스터를안정적으로적용하고, 해당기술로제품을양산하기위해서는다음의요구사양이반드시검토되어야한다. 첫번째는게이트전압 ( 또는정전류 ) 바이어스스트레스상황에서의문턱전압안정성이다. 이특성은주로 Gate Bias Temperature Stress(BTS) 라고불리며, AMOLED TV 세트어플리케이션실현을위해서는각픽셀당 10μA의온전류가인가되는상황에서 60 o C, 100,000시간의안정성목표값을만족해야할필요가있다. 두번째는 OLED가발광되는상황또는외광이지속적 으로유입되는상황에서일정한전류를흘리고있는트랜지스터온상태의동작안정성이다. 이특성은 Constant- Current light Stress stability(ccs) 라고불리며, 다양한바이어스상태및조광조건에따른산화물반도체박막트랜지스터의 CCS 동작안정성및특성변동기구에대한연구결과가발표되고있다. 산화물반도체를스퍼터로증착하기때문에박막의균일성에대해서는초반에크게우려하지않았으나실제로다조성계반도체박막의 reactive sputtering 법에의한증착시, 아직은 8세대라인에서의균일성및재현성확보는상품화의가장큰걸림돌이될 [ 그림 1] IGZO TFT로구동한플렉시블 AMOLED( 좌 :LG 전자, 2007) 와 HfInZnO TFT로구동한 14 AMOLED( 우 : SMD, 2011) 26 인포메이션디스플레이

4 AMOLED 용산화물 TFT 기술 수도있다. Ⅲ. 산화물 TFT 기술개발이슈 1. 산화물 TFT 의특성에영향을미치는요인산화물 TFT의특성은이동도, Vth, off-current, on/off ratio, subthreshold swing(s.s), 그리고 bias/photo stability 등으로규정짓는다. 이들의특성은게이트전극, 절연막, 반도체, 소스 / 드레인그리고특히 Passivation에의해서총체적으로결정된다. 그러므로산화물 TFT의특성확보를위해서는양질의게이트절연막, 결함이적은산화물반도체, 반도체와절연막간의 interface에결함이없도록잘형성하고, 소스 / 드레인전극의적절한선택과배리어특성이우수한패시베이션막의확보가무엇보다도필요하다. 그러면서도산화물반도체가산소결함과수소도핑에의해전기적특성이영향을받음으로인해특별히반도체형성전후의공정에의한산화물반도체의전기적특성의조절이중요하며또한적절한열처리공정으로비정질이온결합성반도체박막의막질을향상시키는이슈가있다. 우선, 게이트절연막의영향에대해살펴본다. [ 그림 2] 처럼동일한소자구조에서게이트절연막의 charge trapping center는 transfer 특성에서의히스테리시스야기는물론이고 positive bias stress 중에지속적인 charge trapping를야기함으로써소자의 Vth 가 positive 로계속이동하는 instability를보인다. 9 top gate 구조의경우에서는게이트절연막증착시반도체에결함을야기하면 interface에서의 charge trapping 에의해 bias stability가나빠진다. [ 그림 3] 은 top gate AZTO TFT 제작시, 반도체 / 절연막계면을형성할때산소플라즈마를도입한것과그러하지않은소자의 bias stability를보여준다. 10 플라즈마공정에의한결함생성은적절한열처리를통해회복이가능하지만경우에따라서는반도체의전기적특성변화혹은 S/D 과반도체간의계면형성으로인해열처리가충분히진행되지않을경우결함은고스란히 bias instability의원인으로작용한다. 이때염두에두어야할것은열처리시게이트절연막으로부터반도체내에수소의주입으로인해캐리어가증가할수있다는것이다. I d (A) 절연막내의산소결함역시중요한요소로작용한다. 산화물반도체와산화물절연막간의 inter-diffusion은온도와바이어스를동시에가할때발생하는 instability의주요요인이될수있으므로절연막은절연막대로, 반도체는반도체대로 stoichiometric하게잘형성하는것이매우중요하다. 여태까지의보고된소자특성을비교시옥사이드절연막이나이트라이절연막보다더우수한특성을보인다. SiO 2 의경우 SiH 4 로형성한절연막보다고온에서 TEOS로형성한 SiO 2 가더전기적으로우수한특성을보인다. ALD로증착하는알루미나의경우 150의저온에서증착해도우수한절연막특성을보이고있다. 반도체박막은반도체내의 donor( 산소결함, H) 의조 1E-3 1E-4 1E-5 1E-6 1E-7 1E-8 1E-9 1E-10 1E-11 1E-12 1E-13 1E-14 0s 30s 60s 600s 3600s 7200s V g (V) I d (A) 1E-3 1E-4 1E-5 1E-6 1E-7 1E-8 0s 30s 60s 600s 3600s 7200s 1E-9 1E-10 1E-11 1E-12 1E-13 1E V g (V) ITO 2 nd GI (A l 2O 3) IT O Al-ZTO buffer glass ITO 1 st GI (A l 2O 3 from w ater or plasm a) [ 그림 2] 절연막이산화물 TFT의신뢰성에미치는영향 [ 그림 3] bias stability of AZTO TFT (Vg=20V( 좌 ) first GI from water ( 우 ) first GI from O 2 plasma 2011 년제 12 권제 4 호 27

5 기술특집 [ 그림 4] ZITO TFT 의정전류스트레스하에서의트랜스퍼특성변화정, 양이온의조성비 ( 예 : In/Ga 비 ), 그리고반도체막의두께에영향을받는 Vth의조절이무엇보다중요하다. 최근가장많이보고되고있는 InGaZnO 를기반으로하는 TFT 의경우전기적인안정성을확보할수있는조건에서확보할수있는소자의이동도는 10~15cm 2 /Vs 정도이며고해상도 AMOLED를제작하기위해그이상의이동도를얻기위해서는신규조성의반도체확보가필요한실정이 다. ETRI와소니에서는각각전기적안정성이높으면서도이동도가 20cm 2 /Vs 이상을보이는 ZITO TFT를발표하기도하였다. 11,12 아래그림은 3μA의온전류가흐르는정전류스트레스를 60도에서135시간가했을때 0.19V의 Vth 이동량을보여주는 ZITO TFT 특성을보여준다. AMOLED 용산화물 TFT 는무엇보다도전기적신뢰성이가장중요한요구특성이다. Vth가 0.1V만이동하여도 OLED 휘도는 20% 의변화량을보인다. 현재까지보고된바에의하면산화물 TFT 구조중에서 back channel etch(bce) 구조의 TFT는 ESL 구조에비해전기적신뢰성이떨어지므로 AMOLED 용산화물 TFT 제작시반도체상에직접 S/D을형성하지는않을전망이다. 이는 TFT-LCD용산화물 TFT에비해반도체박막의화학적안정성에대한요구사항은낮은것이다. 산화물반도체의증착중의산소분압은 bottom gate TFT의전기적안정성에많은영향을준다고이미잘알려져있다. 산소분압이높을수록게이트절연막상에 charge trap center가많이발생하기때문인것으로해석된다. 그러므로반도체막공정시산소분압의최적화는매우중요한요소이다. [ 그림 5] ZnO TFT의두께별트랜스퍼특성 ( 위 ) 과정전류스트레스하에서의 Vth 이동량 ( 아래 ) 산화물반도체두께가소자특성에미치는영향으로는 Von, S.S, leakage current, 그리고 long channel과 short channel TFT의 Von의차이등으로구분되는데, 반도체두께가얇을수록 Von은 0의값에가까워지고, S.S는작아지며, off-current가줄어들며, long channel과 short channel에서의 Von의차이가줄어듦이확인되었다. 그러나반도체의두께는소자의전기적안정성에직접적으로영향을주므로두께의최적화가필요하다. 반도체에별도의도핑공정없이직접소스 / 드레인과접촉하게되는산화물 TFT의경우금속과반도체의 band-offset이큰경우에는접촉저항을유발한다. 반도체와금속의접합이저항성분을가지게될경우는 TFT의이동도의감소를유발하고다이오드형의접합을가질경우는 Vds 값이작은영역에서 output curve에서의왜곡도야기시킨다. 이러한접촉저항은 short channel에서더욱두드러지게된다. 전극의선택은대면적에서소자특성의균일도에도영 28 인포메이션디스플레이

6 AMOLED 용산화물 TFT 기술 화되는현상이므로산화물 TFT의패시베이션막의특성이매우좋아야함을알수있다. 통상적으로고온에서증착하는절연막이저온에서증착하는것에비해배리어특성이더우수하다. 또한 SiO 2 보다는 SiN x 의배리어특성이더우수하다. 그럼에도불구하고 SiN x 을배리어막의 first layer로사용하지못하는것은 PECVD로 SiN x 를증착하는과정에서주입되는수소에의해산화물반도체의전기적특성조정이불가하기때문이다그러므로패시베이션막을형성할때는 first layer는수소주입이적은것으로, 그리고 second layer로배리어특성이좋은막의이중구조로형성하는것이바람직한것으로알려져있다. 최근에모바일디스플레이나대면적디스플레이나고해상도패널의제작은중요한이슈로등장하고있다. 디스플레이가고해상도로진화해감에따라게이트전극과소스 / 드레인전극간의기생축전량의최소화가필요하며이를위해서는 self-aligned 구조가가장적절하다고여겨진다. 산화물 TFT의 self-aligned 구조는경희대에서 2007 년도에처음으로발표하였다. ZnO를사용하였고 S/D [ 그림 6] 반도체와소스 / 드레인전극사이의접촉저항으로인한 output curve 왜곡 ( 위 ) 과접촉저항으로인한 short channel에서의이동도감소 ( 아래 ) contact을위해서는 B을도핑하였는데이런경우열처리시, 도핑시킨 B가제거되면서 S/D과 active간의 contact 향을미치게되는데, 소니는 Ti가반도체와접촉하는경우에비해 Mo로접촉하는경우 TFT의균일도가더좋다고보고한바있다. 13 디스플레이의대형화와고해상도는 backplane 전극의저저항특성을요구하게되고이는산화물 TFT에서도 Cu 기반의전극개발을요구하고있다. Cu 전극의개발은 S/D 전극형성이후의 passivation 공정과도관련이있는데나중에기술될패시베이션공정시 SiO 2 를증착할경우산화분위기에 Cu가노출이되며이는 Cu의산화를야기시킨다. 그래서 self-protection layer 를형성할수있는 Cu alloy에대한연구가최근에진행중이며그중에서도 Cu-Mn을사용한 TFT 특성에대해보고되었다. 14 저저항배선에대한연구는앞으로도계속진행되어야할기술적인이슈인것으로여겨진다. 산화물반도체는공기중의 O 2 의흡착 / 탈착에의해서, 또한수분에서공급되는 H에따라서도전기적특성이달라진다고잘알려져있다. 이는 bias stress 중에는더악 [ 그림 7] self-algined oxide TFT 단면구조 ( 위 ) 와트랜스퍼특성 ( 아래 ): 이동도 9.8cm 2 /V.s 2011 년제 12 권제 4 호 29

기술특집 [ 그림 10] back channel에 O2의흡착정도에따른 IGZO TFT의 Vth 변화량 서는게이트전극을형성한후에알루미늄을얇게증착한 [ 그림 8] ZnO TFT 의빛과바이어스스트레스조건에따른트랜스퍼특성변화 후산소분위기에서열처리하여산화시켜 S/D 전극을활성화시킴으로써안정적인 self-aligned 소자를구현했다. 16 2.

특히산화물반도체의수분과산소에대한반응성으로인 [ 그림 9] 절연막의종류에따른 IGZO TFT의광불안정성 issue가발견되었다. 그이후캐논에서는패시베이션막으로증착하는 SiN 공정중에저절로 H가 IGZO상에도핑되도록하여전극을형성하기도했다.

7 기술특집 [ 그림 10] back channel에 O2의흡착정도에따른 IGZO TFT의 Vth 변화량 서는게이트전극을형성한후에알루미늄을얇게증착한 [ 그림 8] ZnO TFT 의빛과바이어스스트레스조건에따른트랜스퍼특성변화 후산소분위기에서열처리하여산화시켜 S/D 전극을활성화시킴으로써안정적인 self-aligned 소자를구현했다 AMOLED 용산화물 TFT의 metastability 산화물 TFT의전기적, 광적, 환경적, 그리고이들요소가조합된요인에대한불안정성은전술한요인들에의해발생한다. 가장대표적인것으로는전하가 interface 혹은게이트절연막상에트랩됨으로써발생하는것과반도체박막내에서의 defect creation으로인한 instability가있다. 특히산화물반도체의수분과산소에대한반응성으로인 [ 그림 9] 절연막의종류에따른 IGZO TFT의광불안정성 issue가발견되었다. 그이후캐논에서는패시베이션막으로증착하는 SiN 공정중에저절로 H가 IGZO상에도핑되도록하여전극을형성하기도했다 년에소니에 해환경적인 instability를보이는데이는바이어스가없는상태에도 ([ 그림 10]), 바이어스가있는상태에서도 ([ 그림 11]), 그리고심지어빛을조사하는경우 ([ 그림 12], [ 그림 13]) 에도모두발생한다. 전술한불안정성은경우에따라서는외부에너지없이 [ 그림 11] ( 좌 )ZnO TFT의바이어스스트레스하에서의 instability( 우 ) 게이트바이어스스트레스후의 environment-dependent metastability of IGZO TFT 30 인포메이션디스플레이

추후산화물반도체가갖는물성으로인한소자특성에대한원천적인연구와로열티를지불할필요없는신규소재등의개발및대면적용전극개발을통하여 AMOLED에서도기술우위를점유해야할것이다.

8 AMOLED 용산화물 TFT 기술 겪고있는어려움을해결할수있는유일한해결책이될것이다. 대면적 AMOLED 용산화물 TFT는초기의 instability 문제를차츰차츰해결해감으로써고안정성을요구하는 OLED를구동하는데손색이없음을증명하고있다. 특히최소한의장비개발로써도기존라인을충분히활용할수있는산화물 TFT는가격경쟁력측면에서 [ 그림 12] AlSnZnInO TFT의환경에따른게이트전압스트레스하에서의트랜시퍼커브변화 (a) 패시베이션전소자, (b) 패시베이션을한소자 도우위를점유함으로써대면적 AMOLED 가 post LCD 자리를차지할것이라생각한다. 추후산화물반도체가갖는물성으로인한소자특성에대한원천적인연구와로열티를지불할필요없는신규소재등의개발및대면적용전극개발을통하여 AMOLED에서도기술우위를점유해야할것이다. 참고문헌 [ 그림 13] 수분이 IGZO TFT의광 /negative bias stress/ 온도스트레스하에서의 instability에미치는영향 self-recovery가되는경우도있으나온도등의에너지제공하에 recovery가되기도한다. 산화물 TFT의불안정성중외부환경에의한것은적절한패시베이션의채택으로안정성을향상시킬수있으며반도체내의 defect가생김으로인한 instability는반도체양이온의최적화, 산소결함의조정, 그리고 H 2O 후처리및열처리등을통해안정성을확보할수있으며 interface에의한 charge trapping 및광 /negative bias stress/ 온도스트레스에의한 instability 는고품위의절연막성장과소자제작중게이트절연막상의 defect formation을최소화함으로써향상시킬수있다. Ⅳ. 결론 본기고에서는 AMOLED 용산화물 TFT 기술개발현황, 산화물반도체의물성, 산화물 TFT의기술적이슈에대해살펴보았다. 디스플레이시장의기술및시장의포화로인하여새로운기술개발을요구하는시기에대면적 AMOLED의개발은현재우리나라디스플레이업계가 [ 1 ] T. Kamiya, K. Nomura, M. Hirano, and H. Hosono, Phys. Status Solid c, 5, 3098 (2008). [ 2 ] Kamiya T, Nomura K and Hosono H. Phys. Status Solidi a, 206, 860 (2009). [3] Kamiya T and Hosono H NPG Asia Mater (2010). [ 4 ] Kamiya T, Nomura K and Hosono H. Disp. Technol.,5, 462 (2009). [ 5 ] Suresh A and Mutha J. F. Appl. Phys. Lett. 92, (2008). [ 6 ] D.-H. Cho,S Yang, C. Byun, J. Shin, M. K. Ryu,S.-H. K. Park, C.-S. Hwang, S. M. Chung, W.-S. Cheong, S. M. Yoon, and H.-Yo. Chu, Appl. Phys. Lett. 93, (2008). [ 7 ] S.-H. K. Park, C.-S. Hwang, M. Ryu, S. Yang, C. Byun, J. Shin, J.-I. Lee, K. Lee, M. S. Oh, and S. Im, Adv. Mater., 21,678 (2009). [ 8 ] J.-H. Shin, J.-S. Lee, C.-S. Hwang, S.-H. K. Park, W.-S. Cheong, M. Ryu, C.-W, Byun, J.-l. Lee and H. Y. Chu, ETRI Journal, 31, 62 (2009). [ 9 ] J. Lee, J.-S. Park, Y. S. Pyo, D. B. Lee, E. H. Kim,D. Stryakhilev, T. W. Kim, D. U. Jin, and Y.-G. Mo, Appl. Phys. Lett. 95, (2009). [10] S.-H. K. Park, D.-H. Cho, C.-S. Hwang, M. Ryu, S. Yang, C. Byun, S. M. Yoon, W.-S. Cheong,and K. I. Cho, IMID Digest, 385 (2009) 년제 12 권제 4 호 31

기술특집 [11] M. K. Ryu, S. Yang, S.-H. K. Park, C.-S. Hwang, and J. K. Jeong, Appl. Phys. Lett. 95, 173508 (2009). [12] E. Fukumoto, T. Arai, N. Morosawa, K. Tokunaga, Y. Terai, T. Fujimori and T.

9 기술특집 [11] M. K. Ryu, S. Yang, S.-H. K. Park, C.-S. Hwang, and J. K. Jeong, Appl. Phys. Lett. 95, (2009). [12] E. Fukumoto, T. Arai, N. Morosawa, K. Tokunaga, Y. Terai, T. Fujimori and T. Sasaoka, IDW 10, 631 (2010). [13] T. Arai, N. Morosawa, K. Tokunaga, Y. Terai, E. Fukumoto, T. Fujimori, T. Nakayama, T. Yamaguchi and T. Sasaoka, SID 10 DIGEST (2010). [14] P. S. Yun, M. Naito, R. Kumagai, Y. Sutou and J. Koike, SID 11 DIGEST (2011). [15] R. Hayashi, A. Sato, M. Ofuji, K. Abe, H. Yabuta, M. Sano, and H. Kumomi, SID 08 DIGEST. 621 (2008) [16] N. Morosawa, Y. Ohshima, M. Morooka, T. Arai and T. Sasaoka, SID 11 DIGEST, 479 (2011). [17] T. Kamiya1, K. Nomura, and H. Hosono, Sci. Technol. Adv. Mater. 11, (2010). [18] B. Ryu, H.-K. Noh, E.-A. Choi, and K. J. Chang, Appl. Phys. Lett. 97, (2010). 저자약력 박상희 1987 년 : 서울대학교화학교육과학사 1989 년 : 서울대학교과학교육과석사 1997 년 : University of Pittsburgh 화학과박사 1998~1999 년 : 한국전자통신연구원박사후연수 1999 년 ~ 현재 : 한국전자통신연구원 관심분야 : OLED passivation, oxide TFT, transparent display, flexible display 32 인포메이션디스플레이

LCD

LCD , PC, TV 100, LG 50%. (CRT) 2000 (LCD) (PDP) LCD PDP LCD 70%. LCD (TFT), 3. 2010 (OLED) LCD. 8, TFT. TFT 0.5 cm 2 /Vs,. 1990. (low temperature poly silicon, LTPS) 80 cm 2 /Vs IC. LPTS /, TFT. 2004 InGaZnO