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LTPO 적용이 가능한 Thermal ALD IGZO TFTs의 우수한 소자 성능

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LTPS TFT는 빠른 응답속도를 나타내는 높은 전자 Mobility를 가지고 있기 때문에 낮은 누설 전류를 가진 Oxide TFT보다 전력 소모가 큼에도 불구하고 Operating에 대부분의 전력을 소모하는 스마트폰의 OLED 디스플레이에 적용이 되어왔다.
하지만 최근에 모바일 및 웨어러블 기기의 전력 효율을 향상시키기 위한 새로운 기술인 LTPO (Low Temperature Polycrystalline Oxide) TFT가 적용되고 있다. LTPO TFT는 전자이동도가 빠른 LTPS TFT와 누설전류가 적은 Oxide TFT를 합친 기술이다. 이 TFT에서 Switching TFT는 빛을 빠르게 on/off를 해야 하므로 낮은 누설전류를 갖는 Oxide TFT를 사용하고, Operating TFT는 빛의 양을 조절하여 빠른 화면 전환을 해야 하므로 높은 전자이동도를 갖는 LTPS TFT를 사용한다.

블랙 백그라운드을 주로 사용하는 스마트워치는 Switching 전력 비율이 높아 LTPO TFT를 적용함으로써 약 40%이상의 전력 소모량을 감소시킬 수 있기 때문에 애플을 비롯한 다수의 스마트 기기 제조사들이 LTPO를 적용하거나 또는 적용 예정에 있다. 또한 이러한 저전력의 장점으로 최근에는 삼성과 애플 같은 스마트폰 제조사들에서 LTPO 디스플레이를 최고급 스마트폰에 탑재하는 것을 목표로 활발히 개발이 진행되고 있다.
Oxide TFT에 사용되는 IGZO 박막은 아직까지는 Sputtering 방식으로 증착이 진행이 되고 있으나 두께와 조성의 균일도 문제, 플라즈마 데미지에 의한 물리적 전기적인 특성 저하 및 스퍼터 타겟의 안정성 이슈 등이 계속적으로 문제가 되고 있다. 하지만 Thermal ALD-IGZO를 적용할 경우에는 낮은 공정 온도에서 원자단위에서의 두께와 조성 컨트롤이 가능하고, 공정 중에 발생하는 플라즈마 데미지가 없기 때문에 고품질 박막 증착이 가능하다.
Thermal ALD 방법에 의하여 ALD 사이클 비율을 제어 함으로써 정확히 목표로 한 IGZO의 원자 조성(In:Ga:Zn)의 박막을 얻을 수 있다. 따라서 이 방식은 고객의 소자 구조에 적합한 IGZO 조성을 쉽고 정확하게 조절할 수 있기 때문에 스퍼터링 방식보다 뛰어난 소자 특성을 확보 할 수 있다.

㈜엔씨디는 다원계 산화물인 IGZO의 조성비를 개별 응용분야의 소자가 원하는 정확한 조성비로 제어할 수 있는 독창적인 기술을 적용한 IGZO 공정용 고생산성 배치 ALD 시스템을 개발하여 왔다. 특히 다수의 대면적 기판에 ALD 증착이 가능한 Lucida GD Series의 적용으로 현재 급속하게 IGZO 박막의 적용이 예상되는 LTPO TFTs 소자에서 뛰어난 품질 경쟁력과 고생산성을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다.