KR20040012212A - 박막 트랜지스터 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 박막 트랜지스터의 산화막 배향 공정에 있어서, 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 제조 방법에 관해 개시한 것으로서, 절연 기판 상에 게이트 전극 및 게이트 절연막을 차례로 형성하는 단계와, 기판 상에 게이트 전극을 덮되, 게이트 전극의 중심과 대응되는 부분을 노출시키는 소오스/드레인 전극을 형성하는 단계와, 결과물 전면에 유기물질막을 형성하는 단계와, 유기물질막의 양단에 각각의 전극을 형성하는 단계와, 전극에 전계를 인가하여 유기물질막 내의 유기 분자를 정렬시키는 단계와, 포토리쏘그라피 공정에 의해 정렬된 유기물질막을 식각하여 유기 액티브층을 형성하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 박막 트랜지스터 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 박막 트랜지스터의 액티브영역 배향 공정에 있어서, 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 제조 방법에 관한 것이다.
최근들어 플라스틱 등의 기판의 구동 소자로 응용하기 위해 많은 관심을 얻고 있는 유기 박막 트랜지스터(Organic Thin Film Transistors)는 액티브영역이 실리콘 반도체 물질이 아닌 유기 물질로 되어 있기 때문에 100℃ 이하의 낮은 공정 온도와 간단한 공정을 가짐에도 불구하고 전계 효과 이동도가 0.2㎠/Vs 로 매우 낮은 전기적 특성으로 인해 응용에 많은 한계가 있다.
상기 유기 물질은 주로 150℃ 이하의 저온 공정에서 진공 증착법 또는 스핀 코팅법에 의해 형성하며, 열처리 등의 후속 공정을 거쳐 미약하게 나마 단범위의 분자 정렬을 시도해 전계효과 이동도를 높이고자 하는 연구가 진행 중이다.
그러나, 열처리 방식에 의해 액티브영역의 분자를 단범위로 정렬하는 종래 기술에서는 상기 열처리를 150℃ 이하의 저온 공정에서 진행해야 하므로 그에 따른 열처리 시간은 증가하게 된다.
또한, 승온 및 냉각 과정에서, 열충격에 의해 소자의 파괴가 발생되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 열처리방식이 아닌 전계 인가 방식에 의해 액티브영역의 분자를 장범위로 정렬함으로써, 우수한 전기적 특성을 유지할 수 있는 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 제조 방법을 설명하기 위한 공정단면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1. 절연기판 3. 게이트 전극
5. 게이트 절연막 7. 소오스 전극
9. 드레인 전극 11. 유기절연막
12. 유기 액티브층 13. 전극
15. 보호막 16. 개구부
17. 화소 전극
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막 트랜지스터 제조 방법은 절연 기판 상에 게이트 전극 및 게이트 절연막을 차례로 형성하는 단계와, 기판 상에 게이트 전극을 덮되, 게이트 전극의 중심과 대응되는 부분을 노출시키는 소오스/드레인 전극을 형성하는 단계와, 결과물 전면에 유기물질막을 형성하는 단계와, 유기물질막의 양단에 각각의 전극을 형성하는 단계와, 전극에 전계를 인가하여 유기물질막 내의 유기 분자를 정렬시키는 단계와, 포토리쏘그라피 공정에 의해 정렬된 유기물질막을 식각하여 유기 액티브층을 형성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 절연 기판은 플라스틱 기판, 유리기판 및 유연성있는 기판 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기물질막은 스핀 코팅 및 진공증착 중 어느 하나의 방식에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 게이트 전극용 도전막은 금속막 및 불순물이 도핑된 실리콘막 중 어느 하나를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기 액티브층을 형성한 후에, 유기 액티브층을 포함한 기판 상에 드레인 전극을 노출시키는 개구부를 가진 보호막을 형성하는 단계와, 보호막 상에 형성되며, 개구부를 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 추가하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 제조 방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
본 발명의 박막 트랜지스터 제조 방법은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 먼저,절연 기판(1) 상에 스퍼터링법에 의해 제 1금속막(미도시)을 형성한 후, 포토리쏘그라피 공정에 의해 상기 제 1금속막을 식각하여 게이트 전극(3)을 형성한다. 이때, 상기 절연 기판(1)은 플라스틱(plastic) 기판, 유리(glass) 기판 및 유연성있는(flexible) 기판 중 어느 하나를 이용한다.
이어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(3)을 포함한 기판 전면에 화학기상증착 공정에 의해 실리콘 산화막(미도시)을 형성한 후, 포토리쏘그라피 공정에 의해 상기 실리콘 산화막을 식각하여 게이트 전극(3)을 덮는 게이트 절연막(5)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 절연막(5)으로서 실리콘 산화막 대신에 실리콘 질화막 또는 유기 절연막을 사용할 수도 있다.
그런 다음, 게이트 절연막(5)을 포함한 기판 전면에 스퍼터링법에 의해 제 2금속막(미도시)을 형성한 후, 포토리쏘그라피 공정에 의해 상기 제 2금속막을 식각하여 게이트 전극(3)을 덮되 게이트 전극의 중심과 대응된 부분을 노출시키는 소오스/드레인 전극(7)(9)을 형성한다.
이 후, 도 1c에 도시된 바와 같이, 소오스/드레인 전극(7)(9)을 포함한 기판 전면에 유기물질막(11)을 형성한다. 이때, 상기 유기물질막(9)은 스핀 코팅(spin coating) 및 진공증착(evaporation) 중 어느 하나의 방식에 의해 형성한다.
이어, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 유기물질막(11)의 양단에 전계 인가를 위해 각각의 전극(13)을 형성한다. 그런 다음, DC 또는 AC의 파워 서플라이(power supply)를 이용하여 상기 전극(13)에 전계를 인가함으로서 유기물질막(11) 내의 유기 분자를 장범위로 정렬시킨다. 이때, 상기 전극(13)에 전계 인가 시, 전계의 방향에 따라 유기 분자의 극성은 영향을 받게 되므로 유기 분자들은 전계 방향에 평행하게 정렬된다. 또한, 유기 물질의 전계에 따른 배향 효과를 높이기 위해서, 상기 유기물질막(11)에 특정 물질을 혼합 또는 주입할 수도 있다.
이 후, 도 1e에 도시된 바와 같이, 포토리쏘그라피 공정에 의해 상기 유기물질막을 식각하여 게이트 전극(3) 중심과 대응된 부분 및 소오스/드레인 전극(7)(9)의 양단을 덮는 유기 액티브층(12)을 형성한다.
이어, 도 1f에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 전면에 보호막(15)을 형성한 후, 포토리쏘그라피 공정에 의해 상기 보호막을 식각하여 드레인 전극(9)을 노출시키는 개구부(16)를 형성한다. 그런 다음, 상기 보호막(15) 전면에 투명도전막(미도시)을 형성한 후, 포토리쏘그라피 공정에 의해 상기 투명도전막을 식각하여 개구부(16)를 덮는 화소 전극(17)을 형성한다.
본 발명에 따르면, 열처리방식이 아닌 전계 인가 방식에 의해 유기 액티브영역의 분자를 장범위로 정렬함으로써, 우수한 전기적 특성을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 유기 박막 트랜지스터 제작 공정 이외에도 유기 또는 무기 전계발광 장치(EL)의 소자 제작 공정, 플라즈마 표시장치 및 기타 전기적 표시 장치에서의 소자 제작 공정, 또는 엑스레이 디텍터의 구동 소자 제작 공정에도 적용된다.
이상에서와 같이, 본 발명은 열처리방식이 아닌 전계 인가 방식에 의해 유기 액티브영역의 분자를 장범위로 정렬시킴으로써, 우수한 전기적 특성을 유지할 수있다.
따라서, 본 발명은 우수한 전기적 특성을 가진 유기 박막 트랜지스터를 제작함으로서, 고효율의 판넬을 생산할 수 있다. 또한, 공정 및 공정 시간을 단축함으로서 생산 수율 및 생산량을 증대시킬 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
Claims (6)
- 절연 기판 상에 게이트 전극 및 게이트 절연막을 차례로 형성하는 단계와,상기 기판 상에 상기 게이트 전극을 덮되, 상기 게이트 전극의 중심과 대응되는 부분을 노출시키는 소오스/드레인 전극을 형성하는 단계와,상기 결과물 전면에 유기물질막을 형성하는 단계와,상기 유기물질막의 양단에 각각의 전극을 형성하는 단계와,상기 전극에 전계를 인가하여 상기 유기물질막 내의 유기 분자를 정렬시키는 단계와,포토리쏘그라피 공정에 의해 상기 정렬된 유기물질막을 식각하여 유기 액티브층을 형성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 절연 기판은 플라스틱 기판, 유리기판 및 유연성있는 기판 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 게이트 절연막은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 및 유기 절연막 중 어느 하나를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 유기물질막은 스핀 코팅 및 진공증착 중 어느 하나의방식에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 게이트 전극은 금속막 및 불순물이 도핑된 실리콘막 중 어느 하나를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 유기 액티브층을 형성한 후에,상기 유기 액티브층을 포함한 기판 상에 상기 드레인 전극을 노출시키는 개구부를 가진 보호막을 형성하는 단계와,상기 보호막 상에 형성되며, 상기 개구부를 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 추가하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
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