KR101097304B1 - Method for patterning organic film and method for fabricating OTFT using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기물질의 패터닝시 발생되는 유기물 파티클을 펄스형태로 에어펌핑한 다음 진공흡입하여 효과적으로 제거할 수 있는 유기막 패터닝방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터의 제조방법을 개시한다.The present invention discloses an organic film patterning method that can effectively remove the organic particles generated during the patterning of organic materials in a pulse form and then vacuum suction, and a method of manufacturing an organic thin film transistor using the same.
본 발명은 기판상에 소오스/드레인 전극을 형성하고, 채널층을 구비하는 반도체층을 형성하며, 상기 반도체층의 채널층에 대응하는 게이트를 형성하는 것을 포함하며,The present invention includes forming a source / drain electrode on a substrate, forming a semiconductor layer having a channel layer, and forming a gate corresponding to the channel layer of the semiconductor layer,
상기 반도체층을 형성하는 것은 기판상에 유기 반도체 물질을 형성하는 단계와; 상기 유기 반도체물질을 패터닝하여 채널층을 분리시켜 주는 단계와; 상기 채널층 분리를 위한 유기 반도체물질의 패터닝시에 발생되는 유기 반도체 파티클을 진동시켜 제거하는 단계를 포함한다.Forming the semiconductor layer comprises forming an organic semiconductor material on a substrate; Patterning the organic semiconductor material to separate the channel layer; Vibrating and removing the organic semiconductor particles generated during the patterning of the organic semiconductor material for separating the channel layer.
Description
도 1은 종래의 유기 박막 트랜지스터의 단면도,1 is a cross-sectional view of a conventional organic thin film transistor,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 단면도,2 is a cross-sectional view of an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention;
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 단면도,3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention;
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터에 있어서, 유기 반도체층의 패턴을 보여주는 평면도,4A to 4D are plan views illustrating patterns of organic semiconductor layers in an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 유기물 파티클을 제거하기 위하여 제공되는 펄스의 일예를 도시한 도면,5 is a view showing an example of a pulse provided to remove the organic particles of the present invention,
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
200 : 유기 박막 트랜지터 210 : 기판200: organic thin film transistor 210: substrate
221, 225 : 소오스/드레인 전극 230 : 유기 반도체층221 and 225: source / drain electrodes 230: organic semiconductor layer
235 : 채널영역 237 : 분리패턴235
240 : 게이트 절연막 250 : 게이트240 gate
본 발명은 평판표시장치용 박막 트랜지스터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유기물 패터닝시 발생되는 유기물 파티클을 펄스형태로 에어핌핑한 다음 진공흡입하여 효과적으로 제거할 수 있는 유기막 패터닝방법 및 이를 이용한 유기박막 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor for a flat panel display device. More particularly, an organic film patterning method and an organic thin film transistor using the same may be effectively removed by vacuum-pumping and then vacuuming organic particles generated during organic patterning. It relates to a manufacturing method of.
유기 박막 트랜지스터는 차세대 디스플레이장치의 구동소자로서 활발한 연구가 진행되고 있으며, 저온공정이 가능하므로, 플렉서블 유기전계 발광표시장치의 스위칭소자로서 각광을 받고 있다. 유기 박막 트랜지스터(OTFT, organic thin film transistor)는 반도체층으로 실리콘막 대신에 유기막을 사용하는 것으로서, 유기막의 재료에 따라 올리고티오펜(oligothiophene), 펜타센(pentacene) 등과 같은 저분자 유기물 박막 트랜지스터와 폴리티오펜(polythiophene) 계열 등과 같은 고분자 유기물 박막 트랜지스터로 분류된다. Organic thin film transistors are being actively researched as driving devices of next-generation display devices, and since they can be processed at low temperatures, they have been in the spotlight as switching devices of flexible organic light emitting display devices. Organic thin film transistors (OTFTs) use organic films instead of silicon films as semiconductor layers. Depending on the material of the organic film, low molecular weight organic thin film transistors such as oligothiophene, pentacene, and the like may be used. It is classified into a polymer organic thin film transistor such as thiophene (polythiophene) series.
도 1은 종래의 유기 박막 트랜지스터의 단면도를 도시한 것으로서, 종래의 유기 박막 트랜지스터(100)는 탑 게이트구조를 갖는다.1 illustrates a cross-sectional view of a conventional organic thin film transistor, and the conventional organic
도 1을 참조하면, 기판(110)상에 소오스전극(121)과 드레인전극(125)이 형성되고, 기판상에 상기 소오스전극(121) 및 드레인 전극(125)과 콘택되도록 반도체층(130)이 형성된다. 기판상에 게이트 절연막(140)이 형성되고, 상기 게이트 절연막(140)상에 게이트(150)가 형성된다. 이때, 상기 반도체층(130)중 상기 소오스전극(121)과 드레인 전극(125)사이의 부분은 채널영역(135)으로 작용하며, 상기 게이트(150)는 상기 채널영역(135)에 대응하여 형성된다.Referring to FIG. 1, a
상기한 바와 같은 구조를 갖는 종래의 유기 박막 트랜지스터는 반도체(130)이 유기반도체층을 포함하며, 이러한 유기 반도체층(150)이 패터닝되지 않고 기판상에 전면적으로 형성된다. 그러므로, 유기박막층과의 사이에 캐리어, 예를 들어 정공이 축적되어 원하지 않는 누설전류가 흐르게 되고, 이로 인하여 박막 트랜지스터의 오프특성이 나빠 소자의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.In a conventional organic thin film transistor having a structure as described above, the
이를 해결하기 위하여 유기 박막 트랜지스터의 유기 반도체층을 패터닝하여 채널영역을 분리시켜 주는 방법이 제안되었다. 종래에는, 레이저 어블레이션법 등을 이용하여 유기 반도체층을 식각하여 채널영역을 분리시켜 주었다. To solve this problem, a method of separating the channel region by patterning the organic semiconductor layer of the organic thin film transistor has been proposed. Conventionally, the channel region is separated by etching the organic semiconductor layer using a laser ablation method or the like.
그러나, 레이저 어블레인션법 등을 이용하여 유기 반도체층을 패터닝하게 되면, 유기 반도체층의 표면에 유기물 파티클이 존재하게 되고, 이러한 유기물 파티클은 유기 반도체층의 표면을 오염시켜 소자의 특성을 저하시킬 뿐만 아니라 패턴 불량 등을 초래하여 소자의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.However, when the organic semiconductor layer is patterned using a laser ablation method or the like, organic particles are present on the surface of the organic semiconductor layer, and the organic particles contaminate the surface of the organic semiconductor layer to deteriorate the characteristics of the device. Rather, there is a problem of causing a defect in the pattern and lowering the reliability of the device.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유기물질의 패터닝시 발생되는 유기물 파티클을 펄스형태로 에어핌핑한 다음 진공흡이하여 효과적으로 제거할 수 있는 유기막 패터닝방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to provide an organic film patterning method that can effectively remove the organic particles generated during the patterning of the organic material in the form of a pulse after air-impregnating the vacuum. Its purpose is to.
본 발명의 다른 목적은 유기반도체층의 패터닝시 발생하는 유기물 파티클을 펄스형태로 에어핌핑한 다음 진공흡입하여 효과적으로 제거하여 줌으로써 오프전류 특성을 개선하고 파티클에 의한 유기 반도체층의 표면의 오염을 방지하여 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유기박막 트랜지스터의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to improve the off-current characteristics and to prevent the contamination of the surface of the organic semiconductor layer by particles by air-impregnating the organic particles generated during the patterning of the organic semiconductor layer in a pulse form and then effectively removed by vacuum suction. It is to provide a method for manufacturing an organic thin film transistor that can improve the reliability of the device.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판상에 유기물질을 형성하는 단계와; 상기 유기물질을 패터닝하는 단계와; 상기 유기물질의 패터닝시에 발생되는 유기 파티클을 진동시켜 제거하는 단계를 포함하는 유기막 패터닝방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of forming an organic material on the substrate; Patterning the organic material; It is characterized in that it provides an organic film patterning method comprising the step of vibrating and removing the organic particles generated during the patterning of the organic material.
상기 유기물질은 펄스형태의 레이저를 이용한 레이저 어블레이션공정을 통해 패터닝한다. The organic material is patterned through a laser ablation process using a pulsed laser.
상기 유기물 파티클을 진동시키는 것은 에어펌핑에 의해 이루어진다. 상기 유기물 파티클을 진동시키기 위한 에어펌핑은 펄스형태로 이루어진다. Vibrating the organic particles is accomplished by air pumping. Air pumping for vibrating the organic particles is made in the form of a pulse.
상기 레이저의 펄스주기와 에어핌핑의 주기는 서로 동일하거나 또는 서로 다르다.The pulse period of the laser and the period of air pimping are the same or different from each other.
상기 유기물 파티클은 진공흡입에 의해 제거된다. 상기 유기물질을 패터닝하는 것과 유기물 파티클을 제거하는 것은 동시에 이루어진다.The organic particles are removed by vacuum suction. Patterning the organic material and removing organic particles are performed simultaneously.
상기 유기물질은 유기반도체, 유기 절연막 및 유기 도전물질로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나의 유기막을 포함한다.The organic material includes one organic film selected from the group consisting of an organic semiconductor, an organic insulating film, and an organic conductive material.
또한, 본 발명은 기판상에 소오스/드레인 전극을 형성하고, 채널층을 구비하는 반도체층을 형성하며, 상기 반도체층의 채널층에 대응하는 게이트를 형성하는 것을 포함하며, The present invention also includes forming a source / drain electrode on a substrate, forming a semiconductor layer having a channel layer, and forming a gate corresponding to the channel layer of the semiconductor layer,
상기 반도체층을 형성하는 것은 기판상에 유기 반도체 물질을 형성하는 단계 와; 상기 유기 반도체물질을 패터닝하여 채널층을 분리시켜 주는 단계와; 상기 채널층 분리를 위한 유기 반도체물질의 패터닝시에 발생되는 유기 반도체 파티클을 진동시켜 제거하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.Forming the semiconductor layer comprises forming an organic semiconductor material on a substrate; Patterning the organic semiconductor material to separate the channel layer; It provides a method of manufacturing a thin film transistor comprising the step of vibrating to remove the organic semiconductor particles generated during the patterning of the organic semiconductor material for the channel layer separation.
상기 유기 반도체물질은 펄스형태의 레이저를 이용한 레이저 어블레이션공정을 통해 패터닝한다.The organic semiconductor material is patterned through a laser ablation process using a pulsed laser.
상기 유기 반도체 파티클을 진동시키는 것은 에어펌핑에 의해 이루어진다. 상기 유기 반도체 파티클을 진동시키기 위한 에어펌핑은 펄스형태로 이루어진다.Vibrating the organic semiconductor particles is accomplished by air pumping. Air pumping for vibrating the organic semiconductor particles is made in the form of a pulse.
상기 레이저의 펄스주기와 에어핌핑의 주기는 서로 동일하거나 또는 서로 다르다.The pulse period of the laser and the period of air pimping are the same or different from each other.
상기 유기 반도체 파티클은 진공흡입에 의해 제거된다. 상기 유기 반도체물질을 패터닝하는 것과 유기물 파티클을 제거하는 것은 동시에 이루어진다.The organic semiconductor particles are removed by vacuum suction. Patterning the organic semiconductor material and removing organic particles are performed simultaneously.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 단면도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 유기 박막 트랜지스터(200)는 탑게이트구조를 갖는다.2 illustrates a cross-sectional view of an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention. The organic
도 2를 참조하면, 기판(210)상에 소오스전극(121) 및 드레인 전극(125)이 형성되고, 상기 소오스전극(121) 및 드레인 전극(125)과 콘택되도록 반도체층(230)이 기판상에 형성된다. 기판상에 게이트 절연막(240)이 형성되고, 게이트 절연막(240)상에 게이트(250)가 형성된다.Referring to FIG. 2, a
상기 기판(210)은 글라스기판, 플라스틱기판 및 금속기판으로부터 선택된다. 금속기판으로는 바람직하게 SUS(steel use stainless)를 사용한다. 플라스틱 기판으로는 바람직하게 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 플라스틱 필름을 포함한다. The
상기 반도체층(230)은 유기반도체층을 포함하며, 상기 반도체층(130)은 펜타센(pentacene), 테트라센(tetracene), 안트라센(anthracene), 나프탈렌(naphthalene), 알파-6-티오펜, 페릴렌(perylene) 및 그 유도체, 루브렌(rubrene) 및 그 유도체, 코로넨(coronene) 및 그 유도체, 페릴렌 테트라카르복실릭디이미드(perylene tetracarboxylic diimide) 및 그 유도체, 페릴렌테트라카르복실릭 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride) 및 그 유도체, 폴리티오펜 및 그 유도체, 폴리파라페릴렌비닐렌 및 그 유도체, 폴리플로렌 및 그 유도체, 폴리티오펜비닐렌 및 그 유도체, 폴리파라페닐렌 및 그 유도체, 폴리티오펜-헤테로고리방향족 공중합체 및 그 유도체, 나프탈렌의 올리고아센 및 이들의 유도체, 알파-5-티오펜의 올리고티오펜 및 이들의 유도체, 금속을 함유하거나 함유하지 않은 프탈로시아닌 및 이들의 유도체, 파이로멜리틱 디안하이드라이드 및 그 유도체, 파이 로멜리틱 디이미드 및 이들의 유도체, 퍼릴렌테트라카르복실산 디안하이드라이드 및 그 유도체, 나프탈렌 테트라카르복시산 디이미드 및 이들의 유도체, 나프탈렌 테트라카르복시산 디안하이드라이드 및 이들의 유도체로부터 선택되는 적어도 하나의 유기막을 포함한다.The
상기 게이트 절연막(250)은 유기절연막 또는 무기절연막의 단일막 또는 다층막으로 구성되거나 또는 유-무기 하이브리드막으로 구성된다. 상기 절연막은 SiO2, SiNx, Al2O3, Ta2O5, BST, PZT로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나이상의 무기절연막을 포함한다. The
또한, 상기 게이트 절연막(250)은 PS(polystyrene), 페놀계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리이미드(polyimide)와 같은 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계 고분자, p-자일리렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 파릴렌(parylene)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 하나이상의 유기절연막을 포함한다.In addition, the
본 발명의 유기 박막 트랜지스터(200)에 있어서, 상기 반도체층(230)은 소오스전극(121) 및 드레인전극(125)사이에 걸쳐 형성되고, 게이트(250)에 대응하는 채널영역(235)을 구비하며, 또한, 상기 채널영역(235)을 분리시켜 주기 위한 분리패턴(237)을 구비한다. 상기 분리패턴(237)은 반도체층(230)의 채널영역(235)을 이웃하는 박막 트랜지스터(도면상에는 도시되지 않음)의 채널영역과 분리시켜 주기 위한 것으로서, 홈형태를 갖는다.In the organic
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터에 있 어서, 반도체층(230)의 채널영역(235)을 분리시켜 주기위한 분리패턴(237)의 일 예를 나타내는 평면도를 도시한 것이다. 4A through 4D are plan views illustrating examples of the
도 4a 내지 도 4d는 유기전계 발광표시장치의 하나의 화소를 구성하는 박막 트랜지스터중 게이트라인(201) 및 데이터라인(203)에 연결되는 박막 트랜지스터에 한정하여 도시한 것이다. 본 발명의 실시예는 화소의 박막 트랜지스터에 적용되는 것으로 예시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 유기전계 발광표시장치에 사용되는 박막 트랜지스터에는 모두 적용가능하다.4A to 4D illustrate only thin film transistors connected to the
도 4a를 참조하면, 상기 분리패턴(237)은 상기 채널층(235)을 둘러싸는 폐곡선상의 홈을 구비하며, 게이트라인(201)과 데이터라인(203)에 의해 한정되는 화소영역(205)내에 배열된다. 상기 분리패턴(237)은 상기 채널층(235)을 이웃하는 화소영역(205a)에 배열되는 박막 트랜지스터(도면상에는 도시되지 않음)와 분리시켜 준다. Referring to FIG. 4A, the
다른 예로서, 상기 분리패턴(237)은 해당하는 화소영역(205)을 벗어나 상기 게이트라인(201) 또는 데이터라인(203)에 중첩되어 형성되거나 또는 이웃하는 화소영역(205a)에 결쳐 형성되는 것도 가능하다. As another example, the
도 4b를 참조하면, 상기 분리패턴(237)은 게이트라인(201)을 따라 연장 형성되는 1쌍의 평행선상의 홈을 구비하며, 화소영역(205)내에서 상기 채널층(235)이 1쌍의 평행선상의 홈(237)사이에 위치하여 이웃하는 화소영역(205a)에 배열된 박막 트랜지스터(도면상에는 도시되지 않음)와 분리되도록 형성된다. 이때, 상기 반도체층(230)의 채널영역(235)은 다수의 게이트라인중 이웃하는 게이트라인에 배열되는 화소를 구성하는 박막 트랜지스터의 채널층과 분리되어진다.Referring to FIG. 4B, the
다른 예로서, 상기 분리패턴(237)인 1쌍의 평행선상의 홈이 해당하는 화소영역(205)을 벗어나 이웃하는 화소영역(205a)에 걸쳐 게이트라인(201)을 따라 연장 형성되어, 상기 채널층(235)을 상기 화소영역(205a)에 배열되는 박막 트랜지스터와 분리시켜 줄 수도 있다.As another example, a pair of parallel grooves, which are the
도 4c를 참조하면, 상기 분리패턴(237)은 데이터라인(203)을 따라 연장 형성되는 1쌍의 평행선상의 홈을 구비하며, 화소영역(205)내에서 상기 채널층(235)이 1쌍의 평행선상의 홈사이에 위치하여 이웃하는 화소영역(205a)에 배열된 박막 트랜지스터(도면상에는 도시되지 않음)와 분리되도록 형성된다. Referring to FIG. 4C, the
이때, 상기 반도체층(230)의 채널영역(235)은 다수의 데이타라인중 이웃하는 데이타라인에 배열되는 화소를 구성하는 박막 트랜지스터의 채널층과 분리되어진다.In this case, the
다른 예로서, 상기 분리패턴(237)은 1쌍의 평행선상의 홈이 해당하는 화소영역(205)을 벗어나 이웃하는 화소영역(205a)에 걸쳐 데이타라인(203)을 따라 연장 형성되어, 상기 채널층(235)을 상기 화소영역(205a)에 배열되는 박막 트랜지스터와 분리시켜 줄 수도 있다.As another example, the
도 4d를 참조하면, 상기 분리패턴(237)은 게이트라인(201) 및 데이터라인(203)을 따라 연장 형성되는, 서로 교차하는 2쌍의 평행선상의 홈을 구비한다. 상기 분리패턴(237)은 화소영역(205)내에서 상기 채널층(235)이 2쌍의 평행선상의 홈사이에 위치하여 이웃하는 화소영역(205a)에 배열된 박막 트랜지스터(도면상에는 도시되지 않음)와 분리되도록 형성된다. Referring to FIG. 4D, the
다른 예로서, 상기 분리패턴(245)은 2쌍의 평행선상의 홈이 해당하는 화소영역(205)을 벗어나 이웃하는 화소영역(205a)에 걸쳐 게이트라인(201) 및 데이타라인(203)을 따라 연장 형성되어, 상기 채널층(235)을 상기 화소영역(205a)에 배열되는 박막 트랜지스터와 분리시켜 줄 수도 있다.As another example, the separation pattern 245 extends along the
본 발명의 실시예에서는 하나의 화소영역에 하나의 박막 트랜지스터가 배열되는 경우, 각 화소영역에 배열되는 박막 트랜지스터는 반도체층이 이웃하는 화소영역에 배열되는 박막 트랜지스터의 채널영역과는 분리되도록 분리패턴을 구비하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것이 아니라 하나의 화소영역에 다수의 박막 트랜지스터가 배열되는 경우에도 적용가능하다. 예를 들어, 하나의 화소영역에 다수의 박막 트랜지스터가 배열되는 경우에는, 반도체층의 분리패턴은 각각의 화소영역별로 형성되거나 또는 하나의 화소영역에 배열되는 각각의 박막 트랜지스터 별로 형성될 수도 있다. In an embodiment of the present invention, when one thin film transistor is arranged in one pixel region, the thin film transistor arranged in each pixel region is separated from the channel region of the thin film transistor arranged in the neighboring pixel region. Although illustrated to include, but is not limited to this, it is also applicable to a case where a plurality of thin film transistors are arranged in one pixel region. For example, when a plurality of thin film transistors are arranged in one pixel region, a separation pattern of the semiconductor layer may be formed for each pixel region or for each thin film transistor arranged in one pixel region.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 분리패턴은 상기 소오스전극 및 드레인 전극의 일부분을 노출시키도록 반도체층이 완전히 식각된 홈형태를 갖는 것으로 예시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 반도체층이 일정 두께만큼만 식각되는 홈형태를 갖는 것도 가능하다. 또한, 상기 분리패턴은 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와같은 형태에 한정되는 것이 아니라 이웃하는 박막 트랜지스터의 채널영역과 분리시켜 주는 구조는 모두 적용가능하다.Further, in the embodiment of the present invention, the separation pattern is illustrated as having a groove shape in which the semiconductor layer is completely etched to expose a portion of the source electrode and the drain electrode, but the semiconductor layer is not necessarily limited thereto. It is also possible to have a groove shape etched only. In addition, the separation pattern is not limited to the shape shown in FIGS. 4A to 4D, but any structure that separates the channel region of the adjacent thin film transistor may be applicable.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 제조방 법을 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이다. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 기판(210)상에 소오스전극(121) 및 드레인전극 (225)을 형성한다. 상기 기판(210)은 바람직하게 글라스기판, 금속기판 또는 플라스틱기판 등을 포함한다. 도 3b를 참조하며, 기판상에 상기 소오스전극(221) 및 드레인 전극(225)과 콘택되는 반도체층(230)을 형성한다. 상기 반도체층(230)은 유기 반도체층을 포함한다.Referring to FIG. 3A, a
도 3c를 참조하면, 반도체층(230)을 레이저 어블레이션공정을 통하여 식각하여 반도체층(230)의 채널층(235)을 분리시켜 주기위한 분리패턴(237)을 형성한다. 이때, 상기 분리패턴(237)은 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와같은 홈 형태를 갖는다.Referring to FIG. 3C, the
이때, 레이저 어블레이션 공정을 통하여 유기물질로 된 반도체층(230)을 패터닝하여 채널영역(235)을 분리시켜 주기 위한 분리패턴(237)을 형성하게 되면, 도 3c에 도시된 바와같이 유기 반도체층(230)의 표면상에 유기물 파티클(239)이 존재하게 된다. In this case, when the
레이저 어블레이션공정을 통해 반도체층(230)을 패터닝하여 분리패턴(237)을 형성함과 동시에 반도체층(230)의 표면상에 존재하는 파티클(239)로 에어 펌핑(air pumping)을 한 다음 진공흡입하여 제거한다. 이로써, 도 3d에 도시된 바와 같이 표면의 유기물 파티클(239)이 제거된 반도체층(230)이 얻어진다.The
상기 반도체층(230)상에 존재하는 유기물 파티클(239)을 제거하는 방법을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. A method of removing the
도 3c에 도시된 바와 같이, 반도체층(230)으로 레이저를 조사하여 반도체층이 식각되는 순간, 에어 펌퍼(30)를 이용하여 에어를 펌핑하여 유기물 파티클(239)을 진동시키고, 이어서 진동하는 유기물 파티클(239)을 진공흡입기(air suction) (35)을 이용하여 진공흡입하여 유기물 파티클(239)을 제거한다. As shown in FIG. 3C, at the moment when the semiconductor layer is etched by irradiating a laser onto the
이때, 유기물 파티클(239)을 제거하기 위하여 에어 펌핑을 하는데, 도 5에 도시된 바와 같이 펄스형태로 에어 펌핑을 하여 유기물 파티클(239)을 진동시켜 준다. 레이저 어블레이션공정시 유기물질로 된 반도체층(230)을 패터닝하기 위하여 조사되는 레이저가 펄스형태의 레이저이므로, 유기물 파티클(239)을 제거하기 위한 에어 핌핑을 펄스형태로 한다.At this time, air pumping is performed to remove the
그러므로, 반도체층을 패터닝하기 위한 레이저를 펄스형태로 조사하여 반도체층을 식각함과 동시에 에어펌핑을 하여 줌으로써, 유기반도체 물질의 식각시 발생되는 유기물 파티클(239)을 제거하여 줌으로써 반도체층(230)의 표면에 존재하는 유기물 파티클(239)에 의한 반도체층의 표면오염을 최소화할 수 있다. Therefore, the
경우에 따라서는 상기 반도체층을 패터닝하는 공정과 유기물 파티클을 제거하는 공정은 동시에 진행되거나 또는 순차적으로 진행가능하다. 또한, 반도체층을 패터닝하기 위하여 제공되는 레이저의 펄스주기와 에어펌퍼로부터 제공되는 에어펌핑의 주기가 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 이때, 도 5에 도시된 에어핌핑의 주기는 일정하거나 또는 시간에 따라 가변될 수 있을 뿐만 아니라 에어핌핑의 공기압은 일정하거나 또는 시간에 따라 가변될 수 있다.In some cases, the process of patterning the semiconductor layer and the process of removing organic particles may be performed simultaneously or sequentially. In addition, the pulse period of the laser provided for patterning the semiconductor layer and the period of air pumping provided from the air pump may be the same or different. In this case, the period of the air pimping illustrated in FIG. 5 may be constant or vary with time, as well as the air pressure of the air pimping may be constant or vary with time.
또한, 유기물 파티클(239)중 반도체층(230)의 표면상에 존재하는 파티클보다 분리패턴(237)과 같은 홈내에 존재하는 파티클을 제거하는 것이 보다 어려운데, 본 발명에서는 유기물 파티클(239)을 펄스형태로 에어 핌핑한 다음 진공흡입하게 되므로, 반도체층의 표면 뿐만 아니라 홈내에 존재하는 파티클을 용이하게 제거할 수 있다. 이는 반도체층(230)의 표면 뿐만 아니라 홈내에 존재하는 유기물 파티클이 펄스형태의 에어펌핑에 의해 진동하게 되고 이러한 유기물 파티클을 진공흡입하여 효과적으로 제거하는 것이다.In addition, it is more difficult to remove particles existing in the grooves such as the
반도체층(230)을 패터닝하여 분리패턴(237)을 형성한 다음 기판상에 게이트 절연막(240)을 형성하고, 반도체층(230)의 채널영역(235)에 대응하는 게이트 절연막(240)상에 게이트(250)를 형성하면 도 2에 도시된 바와 같은 유기 박막 트랜지스터(200)가 얻어진다.After the
본 발명의 실시예에서는 탑게이트를 구비하는 박막 트랜지스터에 대하여 설명하였으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 반도체층으로 유기물질을 사용하는 박막 트랜지스터에는 모두 적용가능하다. 또한, 본 발명에서는 유기 반도체층을 패터닝하여 분리패턴을 형성하는 경우에 대하여 설명하였으나, 유기 절연물질이나 유기 도전성 물질을 패터닝할 때 발생되는 유기물 파티클을 제거하는 데에는 모두 적용가능하다.In the exemplary embodiment of the present invention, the thin film transistor including the top gate has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the thin film transistor using the organic material as the semiconductor layer may be applied to all of the thin film transistors. In addition, in the present invention, the case in which the separation pattern is formed by patterning the organic semiconductor layer has been described. However, all of them are applicable to the removal of organic particles generated when the organic insulating material or the organic conductive material is patterned.
또한, 본 발명은 유기 박막 트랜지스터의 제조공정중 유기물질을 패터닝할 때 발생되는 유기물 파티클을 제거하는 방법에 대하여 설명하였으나 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 유기물질을 사용하는 유기전계 발광표시장치 또는 액정표시장치 등과 같은 평판표시장치의 제조방법에도 적용가능하다. In addition, the present invention has been described with respect to a method for removing organic particles generated when the organic material is patterned during the manufacturing process of the organic thin film transistor, but is not limited thereto. An organic light emitting display device or a liquid crystal display device using organic materials is described. It is also applicable to a manufacturing method of a flat panel display such as
본 발명의 유기 박막 트랜지스터의 제조공정중 유기물질을 레이저 어블레이션공정을 이용하여 패터닝할 때 발생되는 유기물 파티클을 제거하는 방법에 대하여 설명하였으나, 레이저 어블레이션공정 이외의 공정으로 유기물질을 패터닝하는 경우에 발생되는 유기물 파티클을 제거하는 공정에도 적용가능함은 물론이다.Although a method of removing organic particles generated when the organic material is patterned using the laser ablation process in the manufacturing process of the organic thin film transistor of the present invention has been described, the organic material is patterned by a process other than the laser ablation process. Of course, it is also applicable to a process for removing organic particles generated in the.
본 발명의 실시예에 따른 유기물 파티클을 제거하는 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조방법에 따르면, 레이저 어블레이션 공정에 의해 유기물질을 패터닝시 발생되는 유기물 파티클을 유기물질의 패터닝과 동시에 에어펌핑 및 진공흡입공정을 통하여 제거하여 줌으로써, 유기물질의 표면오염을 최소화할 수 있다. 이에 따라 박막 트랜지스터의 특성 및 특성 균일도를 향상시킬 수 있다.According to the method for removing organic particles and a method of manufacturing a thin film transistor using the same, according to an embodiment of the present invention, the organic particles generated when the organic material is patterned by the laser ablation process and the air pumping and vacuum at the same time as the organic material patterning By removing through the suction process, surface contamination of the organic material can be minimized. Accordingly, characteristics and uniformity of the thin film transistor can be improved.
또한, 레이저 어블레이션 공정에 의해 유기물질의 패터닝시 발생되는 유기물 파티클을 펄스형태로 에어펌핑하여 진동시켜 준 다음 진공흡입하여 줌으로써, 유기물질의 표면 뿐만 아니라 홈내에 존재하는 유기물 파티클을 용이하게 제거하여 줄 수 있다.In addition, the organic particles generated during the patterning of organic materials by the laser ablation process are air-pumped and vibrated in a pulsed form, followed by vacuum suction, thereby easily removing organic particles existing in the grooves as well as the surface of the organic materials. Can give
본 발명의 유기 박막 트랜지스터는 레이저 어블레이션법으로 반도체층을 패터닝하여 채널층을 분리시켜 줌으로써 누설전류를 방지하여 박막 트랜지스터의 오프전류 특성을 개선할 수 있으며, 이에 따라 소자의 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있다.The organic thin film transistor of the present invention can improve the off current characteristics of the thin film transistor by preventing leakage current by separating the channel layer by patterning the semiconductor layer by the laser ablation method, thereby improving the reliability of the device. have.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으 로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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