초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 2000 ppi 이상의 실감형 초고해상도 모바일 AMOLED용 백플레인을 수직채널 산화물 박막트랜지스터 (Vertical Channel Oxide Thin Film Transistor)로 구현함으로써 모바일 AMOLED의 성능과 응용성을 넓히고자 했다. 이를 위하여 수직채널 산화물 TFT array에 필요한 금속, 반도체, 절연막과 소자 제작 공정기술 연구를 통하여 초고해상도 플렉시블 AMOLED용 TFT array을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 수직채널 산화물 TFT의

□ 연구개요
본 연구는 2000 ppi 이상의 실감형 초고해상도 모바일 AMOLED용 백플레인을 수직채널 산화물 박막트랜지스터 (Vertical Channel Oxide Thin Film Transistor)로 구현함으로써 모바일 AMOLED의 성능과 응용성을 넓히고자 했다. 이를 위하여 수직채널 산화물 TFT array에 필요한 금속, 반도체, 절연막과 소자 제작 공정기술 연구를 통하여 초고해상도 플렉시블 AMOLED용 TFT array을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 수직채널 산화물 TFT의 구조에 적합한 우수한 step coverage를 갖는 원자층 증착 기술 확보 (100%)
● Binary, ternary 등 다조성 산화물 반도체에 대한 전구체 조합 선택 및 증착 공정 연구 (100%)
● 조성별 농도가 균일한 다조성 산화물 반도체를 위한 증착 공정 확보 및 이를 기반으로 하는 TGBC TFT 특성 평가 (100%)
● 가능한 산화물 반도체 물질의 전기적 특성에 따른 소재 map 완성 (100%)
● 수직채널 TFT 소자 구현, 공정 최적화 및 특성 최적화 (100%)
● Bottom contact 구조를 갖는 수직채널 TFT에 금속 전극 도입 시, 상부 산화물 반도체 공정이 contact 저항에 미치는 영향 연구 (100%)
● 전극을 형성하는 소재 별 산화물 반도체와의 contact 분석 (100%)
● 소재 및 공정별 contact 특성 분석을 위한 분석법 확인 (100%)
● Al 전극 기반의 저저항 구조 (100%)
● 금속 전극 (Al 전극 기반) 구조 및 에치 공정 최적화 (100%)
● Glass 기판에서 Al 기반 전극 사용 수직 채널 산화물 TFT 특성 확인 (100%)
● Channel의 수직구조 형성에 관계된 스페이서 공정이 interface 특성에 미치는 영향 분석 (100%)
● 스페이서 공정이 TFT의 전기적 거동에 미치는 영향 분석 (100%)
● 백채널 드라이 에치 damage 최소화를 위한 Back channel passivation 기술 적용 (100%)
● 산화물 반도체의 front channel에 defect 형성을 최소화 하는 절연층 공정 연구 (100%)
● 증착, 에치, 열처리 등의 공정 최적화 및 array 평탄화 공정 개발 (100%)
● 6인치 크기 wafer 공정 기반의 2000 ppi AMOLED 설계를 통해 단위 픽셀에서 TFT 소자 dimension 확보 (100%)
● 수직채널 산화물 TFT의 내구성 및 신뢰성 확보를 위한 어레이 공정 최적화 (100%)
● AMOLED용 TFT 어레이 설계 및 공정 설계 (100%)
● 수직채널 산화물 TFT 공정에 적합한 플렉시블 기판 형성과 공정 선택 및 미세 패터닝 등의 필요 공정에 대한 분석 (100%)
● Polyimide 기판 lamination 공정 연구 (100%)
● 플렉시블 소자 기계적 시뮬레이션 진행 (100%)
● 플렉시블 기판 상에 수직채널 산화물 TFT 단위 소자 제작 (100%)
● 제작된 단위 소자에 대한 stress test 및 소자 특성 확인 (100%)
● 우수한 전기적 특성을 갖는 2000 ppi 수직 채널 산화물 TFT array 공정 최적화 (100%)
● 플렉시블 수직채널 산화물 TFT array 개발 (100%)
● 다양한 곡률반경 하에서 array의 stress test 진행 시, 1R 수준의 곡률반경하에서 V_th shift, 신뢰성 등의 소자 특성 변화 확인 (100%)

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
● 2000 ppi 이상의 초고해상도 모바일 AMOLED용 수직채널 산화물 박막 트랜지스터의 개발은 구현된 바 없는 도전적인 목표로, 차세대 실감형 모바일 디스플레이 개발에서 중요한 기술의 break-through가 될 것이다.
● 본 연구에서 소재 디자인, 소자와 공정의 정합성, 상판 OLED와의 집적을 모두 고려하여 반도체, 금속물질에 대한 재료, 공정 개발 연구를 수행하였고, 이 기술은 차세대 초고해상도 디스플레이의 주된 기술로 활용될 것이다.
● 모바일용 AMOLED 제품 개발을 염두에 둔 현실적인 기술로써, 최고의 고해상도를 구현하였다.
● 수직채널 TFT 연구에서 시행된 적 없는 flexible 디스플레이 구현을 위한 연구는 이 분야의 학술적인 우위 기술을 점유하는 데 크게 기여하였다.
● 수직채널 TFT는 구동 전압을 최소화 할 수 있는 소자이므로 소비전력이 중요한 다른 IoT용 wearable device 구현에도 확대 적용이 가능할 것으로 기대된다.
● 중국이 공격적인 설비 투자로 디스플레이 시장의 확대를 꾀하는 시기에, 고부가가치 기술을 활용한 차세대용 신시장 창출이 가능한 디스플레이 개발의 가능성을 열었다
● 본 연구는 산업화 적용에 걸리는 시간을 최소로 할 수 있는 기술로 구현함으로써, 실용성을 높였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발 성과 (연구개발 결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 36