[논문]산화물 반도체 Flexible Display 소자 제작을 위한 Laser 가공 특성 연구

손혁; 이공수; 정한욱; 김광열; 최영덕

산화물 반도체 Flexible Display 소자 제작을 위한 Laser 가공 특성 연구
Study on Laser irradiation characteristics for Oxide TFTs on Flexible Substrate 원문보기

손혁 (삼성전자 DS부문) , 이공수 (삼성전자 DS부문) , 정한욱 (성균관대학교 정보통신공학부) , 김광열 (성균관대학교 정보통신공학부) , 최영덕 (성균관대학교 정보통신공학부)

Low temperature annealing for oxide TFTs including IGZO on PI substrate is the essential process to fabricate flexible display devices, since low heat-resistance on PI and PEN substrates limits the temperature range. Laser annealing is one of the promising candidates for low temperature process, and it has been used for various application in semiconductor and LCD fabrication. We irradiated laser to solution-based IGZO thin films on PI substrate were irradiated to laser beam, and investigated laser damage of PI layer. Based on transmittance analysis, wavelength(532nm) and scan speed(1000mm/s) is the optimized condition for laser irradiation about ink-Jet printed oxide TFTs on PI substrates.

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문제 정의

Flexible 기판인 Pl(Poly-Imide) 와 PEN (Poly-Ethylene Naphtalate) film에 산화물 반도체 물질로 널리 사용되고 있는 InGaZnO(IGZO)를 ink-jet 도포하예2], laser source별로 손상 받지않는 조건에 대해 실험하였다. 기판별 투과 특성을 기반으로 최적 파장대역 laser를 선별하고, 가공성에 영향을 주는 인자(factor)를 도주하여 향후 flexible向 산화물 반도체 TFT backplane 제작[3] laser 관련 공정을 수립하고자 한다.
본 연구에서는 laser 조사하여 산화물 반도체를 도포한 PI 기판에 annealing 및 fine Patterning 관련 최적 조건을 도출하기 위한 실험을 진행하였다. laser 532nm, 1000mm/s 가공에서 기판 damage-less 최적 조건을 확인하였으며, 추가로 각 파장 대역 別 laser 가공 실험을 통해 최적화된 all solution based flexible TFT 소자 제작을 위한 fhctor를 도출할 것이다.

제안 방법

실험은 표 1의 조건으로 진행하였다. 400/532/1064 [nm] 각 파장대별 laser source에 대해 powei■와 scan 속도를 가변 f彼ctor로 가꽁한 후 scope 이미지와 FIB(Focused Ion Beam) 분석을 통해 기판 Damage-less 조건을 도줄하였다.
Flexible 기판인 Pl(Poly-Imide) 와 PEN (Poly-Ethylene Naphtalate) film에 산화물 반도체 물질로 널리 사용되고 있는 InGaZnO(IGZO)를 ink-jet 도포하예2], laser source별로 손상 받지않는 조건에 대해 실험하였다. 기판별 투과 특성을 기반으로 최적 파장대역 laser를 선별하고, 가공성에 영향을 주는 인자(factor)를 도주하여 향후 flexible向 산화물 반도체 TFT backplane 제작[3] laser 관련 공정을 수립하고자 한다.
Glass 를 referenced 설정하고 투명 flexible 기판인 PI 와 PEN film의 파장대별 투과도를 1차 분석하고 투과도가 낮은 laser source 에 대해 집중하여 실험을 수행하였다.

후속연구

위한 실험을 진행하였다. laser 532nm, 1000mm/s 가공에서 기판 damage-less 최적 조건을 확인하였으며, 추가로 각 파장 대역 別 laser 가공 실험을 통해 최적화된 all solution based flexible TFT 소자 제작을 위한 fhctor를 도출할 것이다.

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