<특집-IDMC2000>TFTLCD 기술동향

평판디스플레이의 주력인 TFT LCD에 대한 기술개발은 저온 다결정(폴리) 실리콘 분야에 집중돼 있다.

폴리 실리콘 TFT LCD는 구동IC를 유리기판 위에 실장해 경박단소화가 가능하며 고해상도를 구현해 동영상 및 데이터를 처리할 수 있어 기존 아모퍼스 실리콘 TFT LCD를 대체할 것으로 예상되는 신기술이다. 기판으로 석영을 쓰는 고온 폴리와 유리를 쓰는 저온 폴리가 있으며 TFT LCD 업체들은 원가가 적은 저온 폴리의 상용화에 주력하고 있다. 그렇지만 신기술인 탓으로 상용화가 쉽지 않다.

「IMDC 2000」에서는 LG필립스LCD와 삼성전자를 비롯해 도시바·산요·필립스 등이 관련 기술을 앞다퉈 소개한다.

도시바와 산요 등은 저온 폴리 기술을 적용한 TFT LCD를 생산하고 있다. 특히 산요는 소형 TFT LCD 분야에서 두각을 보이고 있는데 이번 학회에서는 「TFT LCD의 대면적 기판 양산 라인의 최적화(Optimization of TFT LCDs and a Large-Scale production Line for Large Glass Substrates)」라는 제목으로 저온 폴리 기술을 발표한다.

저온 폴리 기술은 ELA공정, 도핑과 활성화, CVD, 사진 식각 공정으로 나누어 살펴볼 수 있다.

ELA 공정에서는 레이저의 파워와 빔을 길게 해야 한다. 도핑 공정에는 이온도핑과 이온주입방식이 있는데 생산성이 높은 이온 도핑은 재현성과 제어성이 떨어지며 이온주입 방식은 이러한 문제를 해결했으나 감광액 마스크의 사용이 쉽지 않다.

활성화 공정인 RTA 방식은 기존 퍼시스나 ELA 방식에 비해 성공률은 떨어지나 게이트 절연막의 조밀성을 높인다.

CVD 공정은 실리콘 박막을 대화면에 쓰기 위해 균일성을 유지해야 하는 부담이 있으며 사진 식각 공정의 경우 렌즈스캔, 미러 프로젝션 방식을 쓰더라도 불충분한 해상도와 정렬 정확도에 문제가 많다.

이러한 문제를 극복하기 위해서는 앞서 시도한 연구개발 결과물이 큰 도움이 된다.

주목할 만한 발표자는 도시바의 오아나 박사와 영국 필립스연구소(PRL)의 브러더톤 박사다.

오아나 박사는 폴리 실리콘 제작 방법 가운데 ELA방식에서 아모포스 실리콘을 식혀 응결시키면 높은 전계 효과를 거둘 수 있다는 점을 발표한다.

그는 또 저온 폴리 실리콘을 이용한 고성능의 TFT를 얻기 위해서는 고품위의 게이트 절연막이 중요하며 이를 위해서는 열 산화막이 가장 좋다고 주장할 예정이다.

PRA의 브러더톤 박사는 엑시머 레이저를 이용해 고성능 폴리 실리콘 TFT를 제작하는 방법을 소개할 예정이다.

이 방식은 가장 널리 사용되나 균일성의 유지에 어려움이 있다.

브러더톤 박사는 레이저의 에너지 밀도와 소자의 균일성의 밀접한 관계를 설명하면서 에너지 밀도가 완전히 용융되는 영역에서는 레이저 조사 횟수를 줄여도 균일성을 높일 수 있다는 점을 설득력있게 제시할 예정이다.