디스플레이 TFT 핵심 공정 - ① Sputter

 

지난 시간에 디스플레이 화소의 스위치 역할을 하는 TFT를 만드는 공정에 대해 알아보았습니다.

2020/10/29 - [공학/디스플레이공학] - 디스플레이 TFT 공정 기초

TFT 공정 단계 중 증착(deposition)의 하나인 Sputter에 대해 알아보겠습니다.

앞서 말씀 드린 것처럼, TFT는 쌓고, 깎는 과정을 반복해서 만들기 때문에, 쌓고, 깎는 것이 중요합니다.

어떻게 쌓고, 어떻게 깎아낼까요?

또, 어떤 물질로 쌓고, 어떤 물질로 깎아낼까요?

어떤 방법을 쓰면 효과가 좋을까요?

이 질문에 대해 탐구해보도록 하겠습니다.

그럼, let's go!!

 

 

 

쌓는 방법(증착)에는 Sputter라고 하는 녀석과 CVD라고 하는 녀석이 있습니다.

그 중 Sputter(스퍼터)는 물질을 쌓는데, 물리적(Physical)인 방식으로 쌓습니다.

Target이라고 하는 다른 물질을 힘으로 때려서, 물질의 원자들을 떼어낸 후, 그 원자들을 유리기판에 붙입니다.

   * 참고: 2020/11/03 - [공학/디스플레이공학] - 디스플레이 TFT 핵심 공정 - ② CVD

 

 

 

Sputter

 ▶ Sputter 장비는 요렇게 생겼습니다~

<출처: H&iruja>

저 큰 틀 안에서 6세대, 8세대 크기의 글라스들이 이동하며, 글라스들의 금속 증착이 이루어지고 있습니다.

딱 보기에도 엄청 커보이쥬~~?

 ▶ Sputter의 원리 및 Mechanism

<출처: LG디스플레이 블로그>

  ① 진공 상태의 챔버에 비활성기체(inert gas)인 Ar을 주입합니다.
      비활성기체를 사용하는 것은 Target 물질만 때리고, 반응은 하지 않기 위함입니다.

  ② Target 물질에는 (-)극을 걸어주고, 기판에는 (+)극을 걸어줍니다.
      (-)극인 자유전자는 (+)극으로 이동을 하게 되고, 이 과정에서 Ar 입자와 무수히 많은 충돌을 합니다.

  ③ 자유전자와 충돌한 Ar 중 이온화할만큼 충분한 에너지를 가진 Ar은 Ar+(이온)과 자유전자 (-)로 분리가 됩니다.
      이 과정이 지속적으로 반복이 되면서, 플라즈마 상태를 유지합니다. 
      * 참고: 2020/09/30 - [공학/플라즈마 이론] - Townsend(타운젠트) 방전이론

  ④ 자유전자인 (-)는 양극인 (+) 기판 쪽으로 계속 끌려가고, 이온화된 Ar+는 (-)인 Target 물질로 가게 됩니다.

  ⑤ 이온상태인 Ar+가 Target 물질을 때리고, Target 물질이 떨어져 나옵니다.
      Ar+ 이온은 Target 물질에서 나온 전자와 만나 중성이 됩니다.

  ⑥ 떨어져나온 Target물질은 기판에 달라붙고, 앞 과정이 반복되면, Target 물질이 기판에 증착됩니다.

 ▶ Sputter의 종류

 ▶ Metal Layer 물질에 따른 장/단점

 

 

 

이상으로 TFT 핵심공정 중 하나인 Sputter에 대해 알아보았습니다.

플라즈마 상태에서, 이온이 물리적으로 Target을 때려 증착을 진행한다는 거 잊지마세요!

다음에는 TFT의 핵심공정 2번째. CVD에 대해 알아보겠습니다.

2020/11/03 - [공학/디스플레이공학] - 디스플레이 TFT 핵심 공정 - ② CVD

 

디스플레이에 대해 추가적으로 알고 싶으신 분은 참고해주세요~

 

[도움이 되는 참고 페이지]

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