[박막공학] LTPS 레포트

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2010.02.10 / 2019.12.24
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목차: ꓍. LTPS 란?
꓎. LTPS 의 제조법
꓏. ELA Process & 특징
ꓐ. Poly-Si TFT-LCD의 응용
ꓑ. HTPS, LTPS 의 비교 및 특성
ꓒ. LTPS Process comparison
ꓓ. LTPS 관련 기기
ꓔ. LTPS 장점
ꓕ. LTPS의 기술 전망
꓍꓌. Application & Product

※ References ※

본문내용: (3)의 경우
기존 비정질 실리콘을 증착하는 조건에서 반응가스의 비율을 변화시키고 플라즈마의 출력을 100 W 정도로 높여서 다결정 실리콘을 직접 증착하는 방법이다. 이 경우에는 300 ℃내외 저온에서 다결정 실리콘이 짧은 시간동안 직접 증착되는 장점이 있으나, 결정화도가 낮고, 그레인의 크기가 균일하지 못한 단점이 있다.

(4)의 경우
연속발진레이저(CW laser)를 사용하는 방법과 펄스레이저(pulsed laser)를 사용하는 방법이 가능한데, 연속발진 레이저를 사용하는 경우 저온 공정이 되려면, 10 m/sec 정도의 매우 빠른속도로 주사해 주어야 하는 공정상의 어려운점이 있다. 펄스레이저의 경우 박막 가공에 유리한 흡수깊이(absorption depth)가 짧은 UV 파장의 엑시머레이저(Excimer laser)가 주로 사용된다. 이 경우 펄스 간 안정도(pulse- to-pulsestability)와 작은 레이저빔 면적, 그리고 빔의 profile 평편도가 문제되고 있다. 그러나, 최근 펄스 간 안정도가 5% 이내로 보장되는 엑시머레이저의 개발과 레이저빔 형태를 길고, 편평하게 만드는 광학계 기술이 발전되어 이 모든 문제들이 해결 가능성을 보임에 따라 산업계와 연구소에서는 엑시머레이저를 사용해 유리기판에 다결정 실리콘 박막을 제작하는 기술개발에 박차를 가하고 있다.

따라서 레이저 열처리에 의한 다결정 실리콘에 대해서 자세히 살펴보고자 한다.

꓏. ELA 방법에 의한 다결정 실리콘

그림 2-1은 다양한 레이저 출력으로 제작한 다결정 실리콘 박막의 표면 TEM 결과이다. 레이저 에너지 밀도가 425 mJ/cm2 (그림 2-1(a))인 경우 평균 그레인 크기가 100 nm 정도이다. 약 450 mJ/cm2 의 경우에는 Si (111) XRD 피크가 급격히 증가하고 그레인의 크기 분포가 일정하지 않다. 그레인의 크기는 465 mJ/cm2 의 경우에 최대가 된다(그림 2-1(c)). 그리고 레이저 에너지 밀도가 증가하면 그레인 크기가 급격하게 감소하게 된다. 그림 2-1(d)의 경우에는 그레인의 크기가 매우 작게 나타나고 있다. 다결정 실리콘 박막의 구조는 기판의 종류, 온도, 펄스의 duration 시간, 펄스의 에너지 밀도 등과 밀접한 관계를 가진다.

그림 2-2는 LPCVD로 증착한 비정질 실리콘을 싱글어닐링과 스텝어닐링 방법을 이용하여 다결정 실리콘으로 결정화 시킨 후에 측정한 AFM 결과이다. 스텝어닐링은 초기에 낮은 에너지로 결정화를 시킨 후에 높은 에너지의 레이저펄스를 조사하여 대결정화를 시키는 방법이다. 스텝어닐링한 시료는 싱글어닐링한 시료에 비하여 표면의 거칠기가 더 작으며 표면 평균 거칠기 정도는 약 40% 감소한다.

그림 2-3에서는 스텝어닐링에 대한 메커니즘을 설명하고 있다. 낮은 에너지를 사용한 싱글 어닐링의 박막(그림 2-3(a))은 표면 거칠기는 작지만 많은 결함을

참고문헌: WebSite
http://www.toppoly.com/toppoly/Technology/LTPS
http://www.samsungsdi.com
http://tftlcd.khu.ac.kr/facilities/LTPS.html
http://www.dig-m.com/digital
http://www.kps.or.kr/~pht
http://blog.naver.com/limnico
http://www.withche.com/main
http://blog.naver.com/ejawa75
http://www.lgphilips-lcd.com/homeContain/jsp/kor/tech
기술정보
Samsung electronics (LTPS TFT LCD / Hyun Jae Kim)
LG electronic - 이형수
TFT-LCD Reaserch Center, KyungHee Univ. - 장 진

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