KR101605884B1 - Method for manufacturing thin film transistor using laser - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 레이저를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법을 제공하는데 있다. 이를 위하여, 본 발명은 게이트 전극층을 포함하는 기판상에 절연층을 형성하는 단계(단계 1); 상기 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계(단계 2); 및 상기 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계(단계 3)을 포함하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법으로 제조된 박막 트랜지스터를 제공한다.
본 발명에서는 단일 레이저를 조사하는 공정으로 다층(Multilayer) 전자 소자를 제공할 수 있다. 또한, 기존의 다수의 공정 단계를 단순화하여 비용을 절감할 수 있다. 또한, 절연층 및 산화물 반도체층에 포함된 나노입자의 농도와 용매, 조사하는 레이저의 에너지를 조절하여 박막 트랜지스터의 넓이 및 두께를 조절할 수 있으며, 대기중에서 공정이 가능하다. 나아가, 금속 산화물의 결합 에너지 차이 및 용매의 선정에 따라서 다양한 재료에 적용이 가능하며, 박막 트랜지스터뿐만 아니라, FPCB(Flexible printed circuit boad), 슈퍼 커패시터(Super capacitor), 배터리 등의 적층형 전자소자의 제작에 적용할 수 있다. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a thin film transistor using a laser. To this end, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an insulating layer on a substrate including a gate electrode layer (step 1); Forming an oxide semiconductor layer on the insulating layer (step 2); And forming a source electrode and a drain electrode at least a part of the oxide semiconductor layer by irradiating the oxide semiconductor layer with a laser (Step 3). In addition, the present invention provides a thin film transistor manufactured by a method of manufacturing a thin film transistor using a laser.
In the present invention, a multilayer electronic device can be provided in a process of irradiating a single laser. In addition, the cost can be reduced by simplifying a number of existing process steps. In addition, the width and thickness of the thin film transistor can be controlled by controlling the concentration of the nanoparticles included in the insulating layer and the oxide semiconductor layer, the solvent, and the energy of the laser to be irradiated. Further, the present invention can be applied to various materials depending on the difference in binding energy of the metal oxide and the selection of the solvent. In addition to the thin film transistor, fabrication of stacked electronic devices such as flexible printed circuit boads (FPCB), super capacitors, .
Description
본 발명은 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 입자를 코팅하고 레이저를 조사하여 박막 트랜지스터를 제조하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor using a laser, and more particularly, to a method of manufacturing a thin film transistor using a laser for manufacturing a thin film transistor by coating a nano particle and irradiating the laser.
액정표시소자(Liquid Crystal Display; LCD)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널에 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 이 경우, 액정셀들을 스위칭하는 소자로서 통상 박막트랜지스터(Thin film Transistor; TFT)가 이용되고 있다. 박막 트랜지스터는 반도체층으로 아몰퍼스(Amorphous) 실리콘 또는 폴리(Poly) 실리콘을 이용한다.
A liquid crystal display (LCD) displays an image corresponding to a video signal on a liquid crystal panel in which liquid crystal cells are arranged in a matrix by adjusting the light transmittance of liquid crystal cells according to a video signal. In this case, a thin film transistor (TFT) is generally used as an element for switching liquid crystal cells. The thin film transistor uses amorphous silicon or poly silicon as a semiconductor layer.
이때, 액정표시소자에 주로 사용되는 구동 방식인 능동 매트릭스(Active Matrix; AM) 방식은 비정질 실리콘 박막트랜지스터(Amorphous Silicon Thin Film Transistor; a-Si TFT)를 스위칭 소자로 사용하여 화소부의 액정을 구동하는 방식이다. 액정표시소자에 사용되는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 저온 공정에서 제작할 수 있지만 이동도(mobility)가 매우 작고 정전류 테스트(constant current bias) 조건을 만족하지 않는다.
At this time, the active matrix (AM) method, which is a driving method that is mainly used for a liquid crystal display device, uses an amorphous silicon thin film transistor (a-Si TFT) as a switching element to drive a liquid crystal of a pixel portion Method. An amorphous silicon thin film transistor used in a liquid crystal display device can be manufactured in a low temperature process, but has a very small mobility and does not satisfy a constant current bias condition.
반면에 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 높은 이동도와 만족스러운 정전류 테스트 조건을 가지는 반면에 균일한 특성 확보가 어려워 대면적화가 어렵고 고온 공정이 필요하다.
On the other hand, the polycrystalline silicon thin film transistor has a high mobility and a satisfactory constant current test condition, but it is difficult to obtain a uniform characteristic, so it is difficult to make a large area and a high temperature process is required.
이에 아연 산화물(ZnO)계 산화물 반도체로 액티브층을 형성한 산화물 박막 트랜지스터를 개발하고 있는데, 이때, 상기 ZnO계 산화물 반도체를 포함하는 N-타입의 산화물 반도체는 대부분 일 함수(work function)가 작아 소스/드레인전극과 오믹 콘택(ohmic contact)형성이 용이하지 않은 단점이 있다.
An oxide thin film transistor in which an active layer is formed of a zinc oxide (ZnO) based oxide semiconductor is being developed. At this time, the N-type oxide semiconductor containing the ZnO based oxide semiconductor has a small work function, / Ohmic contact with the drain electrode is not easy.
도 1는 일반적인 산화물 박막 트랜지스터의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a general oxide thin film transistor.
도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 산화물 박막 트랜지스터는 기판(10) 위에 형성된 게이트전극(21), 상기 게이트전극(21) 위에 형성된 게이트절연막(15), 상기 게이트절연막(15) 위에 ZnO계 산화물 반도체로 형성된 액티브층(24) 및 상기 액티브층(24)의 소정영역과 전기적으로 접속하는 소오스/드레인전극(22, 23)으로 이루어져 있다.
As shown in the figure, a general oxide thin film transistor includes a
이러한, 박막 트랜지스터는 리소그래피 공정과 증착 공정이 이용되며, 리소그래피 공정과 증착 공정은 진공상에서의 공정이므로 값이 비싸고, 공정단계가 복잡하며, 유지비용이 많이 든다. 이를 대체하고자 하는 잉크젯이나 롤투롤 및 종래의 레이저 공정은 나노 입자의 소결시, 산화문제가 발생할 가능성이 크고, 소결시에 불활성 기체 분위기나 진공 분위기가 필요하거나 저온에서 소결함에 따라 기판의 접착성이 떨어진다.
Such a thin film transistor is used for a lithography process and a deposition process, and since the lithography process and the deposition process are processes in a vacuum, they are expensive, the process steps are complicated, and the maintenance cost is high. Inkjet, roll-to-roll, and conventional laser processes, which are supposed to replace this, are likely to cause oxidation problems during sintering of the nanoparticles and require an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere at sintering or sintering at low temperatures, Falls.
따라서, 단순한 공정 단계를 가짐으로써, 비용을 절감할 수 있으며, 대기중에서 박막 트랜지스터의 제조가 가능한 방법이 요구되고 있다.
Therefore, by having a simple process step, a cost can be saved, and a method capable of manufacturing a thin film transistor in the atmosphere is required.
본 발명의 목적은, SUMMARY OF THE INVENTION [0006]
레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공하는데 있다.
And a method of manufacturing a thin film transistor using the laser.
본 발명의 목적은, SUMMARY OF THE INVENTION [0006]
상기 방법으로 제조된 박막 트랜지스터를 제공하는데 있다.
And to provide a thin film transistor manufactured by the above method.
본 발명의 목적은, SUMMARY OF THE INVENTION [0006]
상기 박막 트랜지스터를 포함하는 전자 디바이스를 제공하는데 있다.
And an electronic device including the thin film transistor.
이를 위하여 본 발명은To this end,
게이트 전극층을 포함하는 기판상에 절연층을 형성하는 단계(단계 1); Forming an insulating layer on the substrate including the gate electrode layer (step 1);
상기 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계(단계 2); 및Forming an oxide semiconductor layer on the insulating layer (step 2); And
상기 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계(단계 3)(Step 3) of irradiating the oxide semiconductor layer with a laser to form at least a part of the oxide semiconductor layer as a source and a drain electrode,
을 포함하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of manufacturing a thin film transistor using the laser.
또한, 본 발명은In addition,
용액 공정을 통해 기판상에 절연층을 형성하는 단계(단계 1);Forming an insulating layer on the substrate through a solution process (step 1);
상기 용액 공정을 통해 상기 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계(단계 2);Forming an oxide semiconductor layer on the insulating layer through the solution process (step 2);
상기 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 절연층 및 산화물 반도체층은 소결되고, 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계(단계 3); 및A step of irradiating the oxide semiconductor layer with a laser to sinter the insulating layer and the oxide semiconductor layer, and at least a part of the oxide semiconductor layer forming source and drain electrodes (step 3); And
상기 레이저 조사에 의해 소결이 이루어지지 않은 절연층 및 산화물 반도체층을 제거하는 단계(단계 4)Removing the insulating layer and the oxide semiconductor layer which are not sintered by laser irradiation (step 4)
를 포함하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of manufacturing a thin film transistor using the laser.
또한, 본 발명은 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법으로 제조된 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터를 포함하는 전자 디바이스를 제공한다.
In addition, the present invention provides a thin film transistor manufactured by a method of manufacturing a thin film transistor using a laser and an electronic device including the thin film transistor.
나아가, 본 발명은Further,
게이트 전극층을 포함하는 기판상에 절연층을 형성하고, An insulating layer is formed on a substrate including a gate electrode layer,
상기 절연층 상에 산화물 반도체를 포함하는 산화물 반도체층을 형성하고, Forming an oxide semiconductor layer including an oxide semiconductor on the insulating layer,
상기 형성된 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 이루며, 상기 절연층 및 산화물 반도체층은 소결되는 절연층 및 산화물 반도체층의 소결 방법을 제공한다.
At least a part of the oxide semiconductor layer is a source and a drain electrode by irradiating a laser beam to the oxide semiconductor layer, and the insulating layer and the oxide semiconductor layer are sintered.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법은 단일 레이저를 조사하는 공정으로 다층(Multilayer) 전자 소자를 제공할 수 있다. 또한, 기존의 다수의 공정 단계를 단순화하여 비용을 절감할 수 있다. 또한, 절연층 및 산화물 반도체층에 포함된 나노입자의 농도와 용매, 조사하는 레이저의 에너지를 조절하여 박막 트랜지스터의 넓이 및 두께를 조절할 수 있으며, 대기중에서 공정이 가능하다. 나아가, 금속 산화물의 결합 에너지 차이 및 용매의 선정에 따라서 다양한 재료에 적용이 가능하며, 박막 트랜지스터뿐만 아니라, FPCB(Flexible printed circuit board), 슈퍼 커패시터(Super capacitor), 배터리 등의 적층형 전자소자의 제작에 적용할 수 있다.
The method of manufacturing a thin film transistor using a laser according to the present invention can provide a multilayer electronic device by irradiating a single laser. In addition, the cost can be reduced by simplifying a number of existing process steps. In addition, the width and thickness of the thin film transistor can be controlled by controlling the concentration of the nanoparticles included in the insulating layer and the oxide semiconductor layer, the solvent, and the energy of the laser to be irradiated. Furthermore, the present invention can be applied to various materials depending on the difference in bonding energy of the metal oxide and the selection of the solvent. In addition to the thin film transistor, fabrication of stacked electronic devices such as FPCB (Flexible printed circuit board), super capacitor .
도 1은 종래의 일반적인 산화물 박막 트랜지스터 구조를 나타낸 모식도 및 이미지이고;
도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법의 일례를 나타낸 모식도 및 이미지이고;
도 3은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터를 나타낸 이미지이다. 1 is a schematic and an image illustrating a conventional oxide thin film transistor structure;
2A to 2C are schematic and image views showing an example of a method of manufacturing a thin film transistor using a laser according to the present invention;
3 is an image showing a thin film transistor according to the present invention.
본 발명은,According to the present invention,
게이트 전극층을 포함하는 기판상에 절연층을 형성하는 단계(단계 1); Forming an insulating layer on the substrate including the gate electrode layer (step 1);
상기 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계(단계 2); 및Forming an oxide semiconductor layer on the insulating layer (step 2); And
상기 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계(단계 3)(Step 3) of irradiating the oxide semiconductor layer with a laser to form at least a part of the oxide semiconductor layer as a source and a drain electrode,
를 포함하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of manufacturing a thin film transistor using the laser.
이때, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법의 일례를 도 2a 내지 도 2c의 모식도 및 이미지에 나타내었으며, 이하, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of fabricating a thin film transistor using the laser according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2C. FIGS. 2A to 2C show a method of manufacturing a thin film transistor using the laser according to the present invention.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서, 상기 단계 1은 게이트 전극층을 포함하는 기판상에 절연층을 형성하는 단계 이다.In the method of manufacturing a thin film transistor using a laser according to the present invention, the step 1 is a step of forming an insulating layer on a substrate including a gate electrode layer.
이 때, 기판은 유리기판, 반도체 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기판을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. At this time, the substrate may be at least one substrate selected from the group consisting of a glass substrate, a semiconductor substrate, a plastic substrate, and a metal substrate, but is not limited thereto.
또한, 상기 절연층의 재료는 산화 규소계 재료, 질화 규소(SiNY), Al2O3, 금속산화물 고유전절연막으로 예시되는 무기계 절연재료뿐만 아니라, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)나 폴리비닐페놀(PVP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리염화비닐, 폴리불화비닐리덴, 폴리설폰, 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드로 예시되는 유기계절연재료를 들 수 있고, 이것들의 조합을 사용할 수도 있다. 한편, 산화 규소계 재료로서, 이산화실리콘(SiO2), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, 산화 질화 실리콘(SiON), SOG(스핀 온 글래스), 저유전율 SiOX계 재료(예를 들면, 폴리아릴에테르, 시클로퍼플루오로카본폴리머 및 벤조시클로부텐, 환형불소수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 불화아릴에테르, 불화폴리이미드, 아모르포스 카본, 유기SOG)를 예시할 수 있다.
The material of the insulating layer is not limited to the inorganic insulating material exemplified by silicon oxide type material, silicon nitride (SiNY), Al 2 O 3 , metal oxide high dielectric insulating film, but also polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl phenol Organic insulating materials exemplified by polyvinylidene fluoride (PVP), polyethylene terephthalate (PET), polyoxymethylene (POM), polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polycarbonate (PC) and polyimide. May be used. On the other hand, silicon oxide (SiO 2 ), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG (spin-on glass) Aryl fluoride, aryl ether, cyclopurluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, fluoroarylether, polyimide fluoride, amorphous carbon, organic SOG).
또한, 상기 절연층은 스핀코팅(spin coating), 스프레이(spray), 딥 코팅(dip coating), 롤투롤 코팅(roll-to-roll coating), 슬롯다이 코팅(slot-die coating), 바코팅(bar-coating) 및 스크린 프린팅(screen printing)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 용액 공정으로 형성될 수 있다.
The insulating layer may be formed by spin coating, spraying, dip coating, roll-to-roll coating, slot-die coating, bar coating bar-coating, and screen printing. < IMAGE >
본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서, 상기 단계 2는 상기 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계이다.
In the method of manufacturing a thin film transistor using a laser according to the present invention, the step 2 is a step of forming an oxide semiconductor layer on the insulating layer.
이때, 상기 산화물 반도체층은 전도성 금속을 포함하는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 또한, 산화물 반도체층은 Cu2O, Ag2O, ZnO, SnO2 및 Fe2O3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 산화물 반도체를 포함할 수 있다. At this time, the oxide semiconductor layer may be formed of an oxide semiconductor including a conductive metal. Further, the oxide semiconductor layer may include one kind of oxide semiconductor selected from the group consisting of Cu 2 O, Ag 2 O, ZnO, SnO 2 and Fe 2 O 3 .
또한, 상기 산화물 반도체층은 스핀코팅(spin coating), 스프레이(spray), 딥 코팅(dip coating), 롤투롤 코팅(roll-to-roll coating), 슬롯다이 코팅(slot-die coating), 바코팅(bar-coating) 및 스크린 프린팅(screen printing)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 용액 공정으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 용액 공정에서 사용되는 절연층 원료 용액의 용매는 산화물 반도체층 원료 용액의 용매의 표면장력보다 작은 것이 바람직하며, 이에 대한 설명은 후술된 맬랑고니 플로우에 대한 내용을 통해 기재하였다.
The oxide semiconductor layer may be formed by spin coating, spraying, dip coating, roll-to-roll coating, slot-die coating, for example, a solution process selected from the group consisting of bar-coating and screen printing. At this time, it is preferable that the solvent of the insulating layer raw material solution used in the solution process is smaller than the surface tension of the solvent of the oxide semiconductor layer raw material solution, and a description thereof will be described with reference to the following description of the Malangogny flow.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서, 상기 단계 3은 상기 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계이다.
In the method of manufacturing a thin film transistor using a laser according to the present invention, the step 3 is a step of irradiating a laser beam to the oxide semiconductor layer so that at least a part of the oxide semiconductor layer forms a source and a drain electrode.
이 때, 레이저 조사에 의하여, 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성할 수 있다. 보다 상세하게, 레이저 조사에 의하여, 상기 산화물 반도체층 중 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 강한 에너지로 인하여 산화환원 반응이 일어나며, 상기 산화물 반도체층 중 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 약한 에너지로 인하여 환원반응이 일어날 수 있다. 이로 인하여, 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 산화물 반도체층 역할을 하며, 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 소스 및 드레인 전극 역할을 할 수 있다.
At this time, at least a part of the oxide semiconductor layer can form source and drain electrodes by laser irradiation. More specifically, a portion of the oxide semiconductor layer that receives relatively strong energy is subjected to a redox reaction due to strong energy due to laser irradiation, and a portion of the oxide semiconductor layer that receives relatively weak energy is subjected to a reduction reaction Can happen. As a result, the portion that receives relatively strong energy acts as an oxide semiconductor layer, and the portion that receives relatively weak energy can serve as a source and a drain electrode.
예를 들어, 산화물 반도체층이 Cu2O인 경우, 산화물 반도체층 중 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 Cu2O → Cu → CuO의 산화 환원 반응이 일어나, 산화물 반도체 특성을 가지는 CuO 산화물 반도체층이 형성될 수 있다. 반면, 산화물 반도체층 중 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 Cu2O → Cu의 환원반응이 일어나, 소스 및 드레인 전극(Cu전극)이 형성될 수 있다. 또한, 바람직하게는, 산화물 반도체층 중 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 레이저가 조사되는 중앙부분일 수 있으며, 산화물 반도체층 중 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 레이저가 조사되는 부분의 양 끝단일 수 있다.
For example, when the oxide semiconductor layer is Cu 2 O, a portion of the oxide semiconductor layer that receives a relatively strong energy is subjected to a redox reaction of Cu 2 O → Cu → CuO, and a CuO oxide semiconductor layer having oxide semiconductor characteristics is formed . On the other hand, a part of the oxide semiconductor layer which receives a relatively weak energy is subjected to a reduction reaction of Cu 2 O → Cu, and source and drain electrodes (Cu electrodes) can be formed. Preferably, the portion of the oxide semiconductor layer that receives a relatively strong energy may be a central portion to which the laser is irradiated, and the portion of the oxide semiconductor layer that receives relatively weak energy may be a single end of the portion to which the laser is irradiated.
상기 레이저의 파장은 원료 용액의 용매에 따라 선택되고, 원료 용액의 용매는 레이저 파장에 따라 선택될 수 있으나, 바람직하게는 800내지 1100nm 파장대의 레이저를 사용할 수 있다.
The wavelength of the laser is selected according to the solvent of the raw material solution, and the solvent of the raw material solution can be selected according to the laser wavelength, but preferably a laser having a wavelength of 800 to 1100 nm can be used.
한편, 상기 용매의 선정 원리는 하기 수학식 1을 통해 나타낸 맬랑고니 플로우를 통해 설명될 수 있다. 즉, 하기 수학식 1은 맬랑고니 플로우의 크기를 구할 수 있는 계산식으로, 이를 반영하여 절연층 및 산화물 반도체층 원료 용액의 용매를 선택할 수 있다.On the other hand, the principle of selection of the solvent can be explained through the Malangogny flow shown in the following equation (1). That is, Equation (1) is a formula for obtaining the size of the malangogny flow, and it is possible to select the solvent of the material solution for the insulating layer and the oxide semiconductor layer.
이 때, 
At this time,
상기 수학식 1에 따르면, 맬랑고니 플로우는 맬랑고니 넘버에 의해 그 크기가 결정되며, 온도차이가 클수록 맬랑고니 플로우가 커진다는 것을 알 수 있다. 또한, 온도에 따른 표면장력 변화에도 맬랑고니 플로우가 변한다는 사실을 알 수 있다. 이때, Al2O2 나노입자의 용매는 Cu2O나노입자의 용매에 비하여 표면장력이 작은 것을 선호한다. 왜냐하면, Al2O2 나노입자의 용매가 표면장력이 더 크다면, Cu2O 나노입자의 용매애 비해 더 큰 맬랑고니 플로우가 발생하여 바닥면에 남아있지 않을 확률이 크기 때문이다.
According to Equation (1) above, the size of the Malangogny flow is determined by the Malangoni number, and the larger the temperature difference, the larger the Malangogny flow. It can also be seen that the Malangogny flow changes with surface tension change with temperature. At this time, the solvent of the Al 2 O 2 nanoparticles preferably has a lower surface tension than the solvent of the Cu 2 O nanoparticles. This is because Al 2 O 2 If the solvent of the nanoparticles has a higher surface tension, there is a greater likelihood that a larger amount of the Malangogny flow will not remain on the floor than the solvent of the Cu 2 O nanoparticles.
이때, 상기 맬랑고니 플로우는 온도차나 표면에너지 차이 등에 의하여 유체가 한쪽으로 이동하는 것을 말한다. 일반적으로, 온도 차이에 의하여 유체가 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동하는 것을 의미한다.
At this time, the Malangogny flow refers to a movement of the fluid to one side due to a temperature difference or a difference in surface energy. Generally, this means that the fluid moves from a hot place to a cool place due to the temperature difference.
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
용액 공정을 통해 기판상에 절연층을 형성하는 단계(단계 1);Forming an insulating layer on the substrate through a solution process (step 1);
상기 용액 공정을 통해 상기 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계(단계 2);Forming an oxide semiconductor layer on the insulating layer through the solution process (step 2);
상기 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 절연층 및 산화물 반도체층은 소결되고, 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계(단계 3); 및A step of irradiating the oxide semiconductor layer with a laser to sinter the insulating layer and the oxide semiconductor layer, and at least a part of the oxide semiconductor layer forming source and drain electrodes (step 3); And
상기 레이저 조사에 의해 소결이 이루어지지 않은 절연층 및 산화물 반도체층을 제거하는 단계(단계 4)Removing the insulating layer and the oxide semiconductor layer which are not sintered by laser irradiation (step 4)
를 포함하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of manufacturing a thin film transistor using the laser.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서, 상기 단계 1은 용액 공정을 통해 기판상에 절연층을 형성하는 단계이다.
In the method of manufacturing a thin film transistor using a laser according to the present invention, the step 1 is a step of forming an insulating layer on a substrate through a solution process.
상기 기판은 유리기판, 반도체 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기판을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
The substrate may be at least one substrate selected from the group consisting of a glass substrate, a semiconductor substrate, a plastic substrate, and a metal substrate, but is not limited thereto.
또한, 상기 절연층의 재료는 산화 규소계 재료, 질화 규소(SiNY), Al2O3, 금속산화물 고유전절연막으로 예시되는 무기계 절연재료뿐만 아니라, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)나 폴리비닐페놀(PVP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리염화비닐, 폴리불화비닐리덴, 폴리설폰, 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드로 예시되는 유기계절연재료를 들 수 있고, 이것들의 조합을 사용할 수도 있다. 한편, 산화 규소계 재료로서, 이산화실리콘(SiO2), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, 산화 질화 실리콘(SiON), SOG(스핀 온 글래스), 저유전율 SiOX계 재료(예를 들면, 폴리아릴에테르, 시클로퍼플루오로카본폴리머 및 벤조시클로부텐, 환형불소수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 불화아릴에테르, 불화폴리이미드, 아모르포스 카본, 유기SOG)를 예시할 수 있다.
The material of the insulating layer is not limited to the inorganic insulating material exemplified by silicon oxide type material, silicon nitride (SiNY), Al 2 O 3 , metal oxide high dielectric insulating film, but also polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl phenol Organic insulating materials exemplified by polyvinylidene fluoride (PVP), polyethylene terephthalate (PET), polyoxymethylene (POM), polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polycarbonate (PC) and polyimide. May be used. On the other hand, silicon oxide (SiO 2 ), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG (spin-on glass) Aryl fluoride, aryl ether, cyclopurluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, fluoroarylether, polyimide fluoride, amorphous carbon, organic SOG).
또한, 상기 절연층은 스핀코팅(spin coating), 스프레이(spray), 딥 코팅(dip coating), 롤투롤 코팅(roll-to-roll coating), 슬롯다이 코팅(slot-die coating), 바코팅(bar-coating) 및 스크린 프린팅(screen printing)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 용액 공정으로 형성될 수 있다.
The insulating layer may be formed by spin coating, spraying, dip coating, roll-to-roll coating, slot-die coating, bar coating bar-coating, and screen printing. < IMAGE >
본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서, 상기 단계 2는 상기 용액 공정을 통해 상기 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계이다.
In the method of manufacturing a thin film transistor using a laser according to the present invention, the step 2 is a step of forming an oxide semiconductor layer on the insulating layer through the solution process.
이때, 상기 산화물 반도체층은 전도성 금속을 포함하는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 또한, 산화물 반도체층은 Cu2O, Ag2O, ZnO, SnO2 및 Fe2O3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 전도성 금속일 수 있다.
At this time, the oxide semiconductor layer may be formed of an oxide semiconductor including a conductive metal. Further, the oxide semiconductor layer may be a single conductive metal selected from the group consisting of Cu 2 O, Ag 2 O, ZnO, SnO 2 and Fe 2 O 3 .
또한, 상기 산화물 반도체층은 스핀코팅(spin coating), 스프레이(spray), 딥 코팅(dip coating), 롤투롤 코팅(roll-to-roll coating), 슬롯다이 코팅(slot-die coating), 바코팅(bar-coating) 및 스크린 프린팅(screen printing)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 용액 공정으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 용액 공정에서 사용되는 절연층 원료 용액의 용매는 산화물 반도체층 원료 용액의 용매의 표면장력보다 작은 것이 바람직하지만, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.
The oxide semiconductor layer may be formed by spin coating, spraying, dip coating, roll-to-roll coating, slot-die coating, for example, a solution process selected from the group consisting of bar-coating and screen printing. At this time, the solvent of the insulating layer raw material solution used in the solution process is preferably smaller than the surface tension of the solvent of the oxide semiconductor layer raw material solution, but is not particularly limited thereto.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서, 상기 단계 3은 상기 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 절연층 및 산화물 반도체층은 소결되고, 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계이다.
In the method of manufacturing a thin film transistor using a laser according to the present invention, in the step 3, the insulating layer and the oxide semiconductor layer are sintered by irradiating the oxide semiconductor layer with a laser, and at least a part of the oxide semiconductor layer is connected to the source and drain electrodes .
이 때, 레이저 조사에 의하여, 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성할 수 있다. 보다 상세하게, 레이저 조사에 의하여, 상기 산화물 반도체층 중 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 강한 에너지로 인하여 산화환원 반응이 일어나며, 상기 산화물 반도체층 중 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 약한 에너지로 인하여 환원반응이 일어날 수 있다. 이로 인하여, 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 산화물 반도체층 역할을 하며, 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 소스 및 드레인 전극 역할을 할 수 있다.
At this time, at least a part of the oxide semiconductor layer can form source and drain electrodes by laser irradiation. More specifically, a portion of the oxide semiconductor layer that receives relatively strong energy is subjected to a redox reaction due to strong energy due to laser irradiation, and a portion of the oxide semiconductor layer that receives relatively weak energy is subjected to a reduction reaction Can happen. As a result, the portion that receives relatively strong energy acts as an oxide semiconductor layer, and the portion that receives relatively weak energy can serve as a source and a drain electrode.
예를 들어, 산화물 반도체층이 Cu2O인 경우, 산화물 반도체층 중 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 Cu2O → Cu → CuO의 산화 환원 반응이 일어나, 산화물 반도체 특성을 가지는 산화물 반도체층이 형성될 수 있다. 반면, 산화물 반도체층 중 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 Cu2O → Cu의 환원반응이 일어나, 소스 및 드레인 전극이 형성될 수 있다. 또한, 바람직하게, 산화물 반도체층 중 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 레이저가 조사되는 중앙부분이며, 산화물 반도체층 중 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 레이저가 조사되는 부분의 양 끝단일 수 있다.
For example, when the oxide semiconductor layer is Cu 2 O, a part of the oxide semiconductor layer which receives a relatively strong energy is subjected to a redox reaction of Cu 2 O → Cu → CuO to form an oxide semiconductor layer having oxide semiconductor characteristics . On the other hand, a portion of the oxide semiconductor layer that receives a relatively weak energy causes a reduction reaction of Cu 2 O → Cu, and source and drain electrodes can be formed. Preferably, the portion of the oxide semiconductor layer that receives a relatively strong energy is a central portion to which the laser is irradiated, and the portion of the oxide semiconductor layer that receives relatively weak energy may be a single end of the portion to which the laser is irradiated.
상기 레이저의 파장은 원료 용액의 용매에 따라 선택되고, 원료 용액의 용매는 레이저 파장에 따라 선택될 수 있다.
The wavelength of the laser is selected according to the solvent of the raw material solution, and the solvent of the raw material solution can be selected according to the laser wavelength.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서, 상기 단계 4는 상기 레이저 조사에 의해 소결이 이루어지지 않은 절연층 및 산화물 반도체층을 제거하는 단계이다.
In the method of manufacturing a thin film transistor using a laser according to the present invention, the step 4 is a step of removing the insulating layer and the oxide semiconductor layer which are not sintered by the laser irradiation.
상기 레이저 조사에 의해 소결이 이루어지지 않은 절연층 및 산화물 반도체층을 제거하는 방법은 세척액을 직접 기판에 분사하는 방식 및 기판을 세척액에 담그어 초음파 발생을 통해 제거하는 방식 중 어느 하나의 방법으로 제거될 수 있다.
The method of removing the insulating layer and the oxide semiconductor layer that are not sintered by the laser irradiation may be removed by any one of a method of spraying the cleaning liquid directly on the substrate and a method of removing the substrate by the ultrasonic wave by immersing the substrate in the cleaning liquid .
또한, 본 발명은 상기 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법으로 제조된 박막 트랜지스터를 제공한다. In addition, the present invention provides a thin film transistor manufactured by the method of manufacturing a thin film transistor using the laser.
상기 박막 트랜지스터는 상기 제조방법에 의해 제조됨에 따라, 단일 레이저를 조사하는 공정을 이용하여 다층(Multilayer) 전자 소자를 제공하며, 기존의 다수의 공정 단계를 단순화함으로써, 비용을 절감할 수 있다. 또한, 절연층 및 산화물 반도체층에 포함된 나노입자의 농도와 용매, 조사하는 레이저의 에너지를 조절하여 박막 트랜지스터의 넓이 및 두께를 조절할 수 있으며, 대기중에서 공정이 가능하다.
As the thin film transistor is manufactured by the above manufacturing method, a multilayer electronic device is provided using a process of irradiating a single laser, and cost can be reduced by simplifying a plurality of existing process steps. In addition, the width and thickness of the thin film transistor can be controlled by controlling the concentration of the nanoparticles included in the insulating layer and the oxide semiconductor layer, the solvent, and the energy of the laser to be irradiated.
또한, 본 발명은 상기 박막 트랜지스터를 포함하는 전자 디바이스를 제공한다. 본 발명의 박막 트랜지스터를 적용할 수 있는 전자 디바이스로는 액정디스플레이, 평면디스플레이, 레이저프린터 헤드 및 스캐너 등을 들을 수 있다.
The present invention also provides an electronic device including the thin film transistor. Examples of electronic devices to which the thin film transistor of the present invention can be applied include a liquid crystal display, a flat panel display, a laser printer head, and a scanner.
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
용액 공정을 통해 게이트 전극층을 포함하는 기판상에 절연층을 형성하고, An insulating layer is formed on a substrate including a gate electrode layer through a solution process,
상기 용액 공정을 통해 상기 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하고, An oxide semiconductor layer is formed on the insulating layer through the solution process,
상기 형성된 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 이루며, 상기 절연층 및 산화물 반도체층은 소결되는 절연층 및 산화물 반도체층의 소결 방법을 제공한다.
At least a part of the oxide semiconductor layer is a source and a drain electrode by irradiating a laser beam to the oxide semiconductor layer, and the insulating layer and the oxide semiconductor layer are sintered.
상기 절연층의 재료는 산화 규소계 재료, 질화 규소(SiNY), Al2O3, 금속산화물 고유전절연막으로 예시되는 무기계 절연재료뿐만 아니라, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)나 폴리비닐페놀(PVP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리염화비닐, 폴리불화비닐리덴, 폴리설폰, 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드로 예시되는 유기계절연재료를 들 수 있고, 이것들의 조합을 사용할 수도 있다. 한편, 산화 규소계 재료로서, 이산화실리콘(SiO2), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, 산화 질화 실리콘(SiON), SOG(스핀 온 글래스), 저유전율 SiOX계 재료(예를 들면, 폴리아릴에테르, 시클로퍼플루오로카본폴리머 및 벤조시클로부텐, 환형불소수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 불화아릴에테르, 불화폴리이미드, 아모르포스 카본, 유기SOG)를 예시할 수 있다.
The material of the insulating layer is not limited to the inorganic insulating material exemplified by silicon oxide type material, silicon nitride (SiNY), Al 2 O 3 , metal oxide high dielectric insulating film, but also polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl phenol ), Polyethylene terephthalate (PET), polyoxymethylene (POM), polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polycarbonate (PC) and polyimide. May be used. On the other hand, silicon oxide (SiO 2 ), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG (spin-on glass) Aryl fluoride, aryl ether, cyclopurluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, fluoroarylether, polyimide fluoride, amorphous carbon, organic SOG).
상기 산화물 반도체층은 전도성 금속을 포함하는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 또한, 산화물 반도체층은 Cu2O, Ag2O, ZnO, SnO2 및 Fe2O3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 전도성 금속일 수 있다.
The oxide semiconductor layer may be formed of an oxide semiconductor including a conductive metal. Further, the oxide semiconductor layer may be a single conductive metal selected from the group consisting of Cu 2 O, Ag 2 O, ZnO, SnO 2 and Fe 2 O 3 .
또한, 상기 절연층 및 산화물 반도체층은 스핀코팅(spin coating), 스프레이(spray), 딥 코팅(dip coating), 롤투롤 코팅(roll-to-roll coating), 슬롯다이 코팅(slot-die coating), 바코팅(bar-coating) 및 스크린 프린팅(screen printing)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 용액 공정으로 형성될 수 있다.
The insulating layer and the oxide semiconductor layer may be formed by spin coating, spraying, dip coating, roll-to-roll coating, slot-die coating, , Bar-coating, and screen printing. ≪ IMAGE >
상기 레이저 조사에 의하여, 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성할 수 있다. 보다 상세하게, 레이저 조사에 의하여, 상기 산화물 반도체층 중 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 강한 에너지로 인하여 산화환원 반응이 일어나며, 상기 산화물 반도체층 중 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 약한 에너지로 인하여 환원반응이 일어날 수 있다. 이로 인하여, 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 산화물 반도체층 역할을 하며, 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 소스 및 드레인 전극 역할을 할 수 있다.
By laser irradiation, at least a part of the oxide semiconductor layer can form source and drain electrodes. More specifically, a portion of the oxide semiconductor layer that receives relatively strong energy is subjected to a redox reaction due to strong energy due to laser irradiation, and a portion of the oxide semiconductor layer that receives relatively weak energy is subjected to a reduction reaction Can happen. As a result, the portion that receives relatively strong energy acts as an oxide semiconductor layer, and the portion that receives relatively weak energy can serve as a source and a drain electrode.
예를 들어, 산화물 반도체층이 Cu2O인 경우, 산화물 반도체층 중 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 Cu2O → Cu → CuO의 산화 환원 반응이 일어나, 산화물 반도체 특성을 가지는 산화물 반도체층이 형성될 수 있다. 반면, 산화물 반도체층 중 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 Cu2O → Cu의 환원반응이 일어나, 소스 및 드레인 전극이 형성될 수 있다. 또한, 바람직하게, 산화물 반도체층 중 비교적 강한 에너지를 받은 부분은 레이저가 조사되는 중앙부분이며, 산화물 반도체층 중 비교적 약한 에너지를 받은 부분은 레이저가 조사되는 부분의 양 끝단일 수 있다.
For example, when the oxide semiconductor layer is Cu 2 O, a part of the oxide semiconductor layer which receives a relatively strong energy is subjected to a redox reaction of Cu 2 O → Cu → CuO to form an oxide semiconductor layer having oxide semiconductor characteristics . On the other hand, a portion of the oxide semiconductor layer that receives a relatively weak energy causes a reduction reaction of Cu 2 O → Cu, and source and drain electrodes can be formed. Preferably, the portion of the oxide semiconductor layer that receives a relatively strong energy is a central portion to which the laser is irradiated, and the portion of the oxide semiconductor layer that receives relatively weak energy may be a single end of the portion to which the laser is irradiated.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시예들은 본 발명의 설명을 위한 것을 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.
<실시예 1>≪ Example 1 >
단계1: Al2O3 나노입자 용액을 기판에 스핀 코팅하여 절연층을 형성하였다.
Step 1: Al 2 O 3 Nanoparticle solution was spin coated on the substrate to form an insulating layer.
단계2: 상기 단계 1에서 형성된 절연층 상에 Cu2O 나노입자 용액을 스핀 코팅하여 산화물 반도체층을 형성하였다.
Step 2: Cu 2 O nanoparticle solution was spin-coated on the insulating layer formed in step 1 to form an oxide semiconductor layer.
단계 3: 상기 단계 2에서 형성된 산화물 반도체층에 적외선의 파장, 2.5W의 파워를 가지는 레이저를 200mm/s의 속도로 조사하여 절연층 및 산화물 반도체층은 소결하고, 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하도록 하였다.
Step 3: The insulating layer and the oxide semiconductor layer are sintered by irradiating a laser having a wavelength of infrared rays and a power of 2.5 W at a rate of 200 mm / s to the oxide semiconductor layer formed in the step 2, And the drain electrode are formed.
<실시예 2>≪ Example 2 >
단계1: Al2O3 나노입자 용액을 기판에 스핀 코팅하여 절연층을 형성하였다. Step 1: Al 2 O 3 Nanoparticle solution was spin coated on the substrate to form an insulating layer.
단계2: 상기 단계 1에서 형성된 절연층 상에 Ag2O 나노입자 용액을 스핀 코팅하여 산화물 반도체층을 형성하였다.
Step 2: An Ag 2 O nanoparticle solution was spin-coated on the insulating layer formed in Step 1 to form an oxide semiconductor layer.
단계 3: 상기 단계 2에서 형성된 산화물 반도체층에 적외선의 파장, 2.5W의 파워를 가지는 레이저를 200mm/s의 속도로 조사하여 절연층 및 산화물 반도체층은 소결하고, 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하도록 하였다.
Step 3: The insulating layer and the oxide semiconductor layer are sintered by irradiating a laser having a wavelength of infrared rays and a power of 2.5 W at a rate of 200 mm / s to the oxide semiconductor layer formed in the step 2, And the drain electrode are formed.
<실시예 3>≪ Example 3 >
상기 실시예 1의 단계 3에서 소결된 절연층 및 산화물 반도체층에서 소결되지 않은 잔류용액의 제거를 위해 세척액인 디클로로벤젠을 분사하여 세척한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연층 및 산화물 반도체층을 소결하였다.
The insulating layer and the oxide semiconductor layer were sintered in step 3 of Example 1 except that the insulating layer and the oxide semiconductor layer were cleaned by spraying dichlorobenzene as a cleaning solution to remove residual solution that was not sintered. The oxide semiconductor layer was sintered.
<실시예 4><Example 4>
상기 실시예 2의 단계 3에서 소결된 절연층 및 산화물 반도체층에서 소결되지 않은 잔류용액의 제거를 위해 세척액인 디클로로벤젠을 분사하여 세척한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연층 및 산화물 반도체층을 소결하였다.
The insulating layer and the oxide semiconductor layer were sintered in step 3 of Example 2 except that the insulating layer and the oxide semiconductor layer were cleaned by spraying dichlorobenzene as a cleaning solution to remove residual solution that was not sintered. The oxide semiconductor layer was sintered.
<실험예 1><Experimental Example 1>
본 발명의 박막 트랜지스터의 표면 구조를 확인하기 위하여, 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2를 이용하여 제조된 박막 트랜지스터의 표면을 현미경을 통해 관찰하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다. In order to confirm the surface structure of the thin film transistor of the present invention, the surface of the thin film transistor manufactured using the first and second embodiments of the present invention was observed through a microscope, and the results are shown in FIG.
도 3에 따르면, 절연층 및 산화물 반도체층을 형성하고, 레이저로 소결하여 박막 트랜지스터 구조를 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 3, it can be seen that a thin film transistor structure can be formed by forming an insulating layer and an oxide semiconductor layer and then sintering with a laser.
Claims (15)
상기 절연층 상에 용액 공정으로 산화물 반도체층을 형성하는 단계(단계 2); 및
상기 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계(단계 3)
을 포함하되,
상기 용액 공정에서 사용되는 절연층 원료 용액의 용매의 표면장력은 상기 산화물 반도체층 원료 용액의 용매의 표면장력 보다 작은 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법.
Forming an insulating layer by a solution process on a substrate including a gate electrode layer (step 1);
Forming an oxide semiconductor layer on the insulating layer by a solution process (step 2); And
(Step 3) of irradiating the oxide semiconductor layer with a laser to form at least a part of the oxide semiconductor layer as a source and a drain electrode,
≪ / RTI >
Wherein the surface tension of the solvent of the insulating layer raw material solution used in the solution process is smaller than the surface tension of the solvent of the oxide semiconductor layer raw material solution.
상기 산화물 반도체층은 전도성 금속을 포함하는 산화물 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the oxide semiconductor layer is made of an oxide semiconductor including a conductive metal.
상기 산화물 반도체층은 Cu2O, Ag2O, ZnO, SnO2 및 Fe2O3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 전도성 금속인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The oxide semiconductor layer may include Cu 2 O, Ag 2 O, ZnO, SnO 2 And Fe < 2 > O < 3 >.
상기 절연층은 Al2O3 , SiO2, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리비닐페놀(PVP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리염화비닐, 폴리불화비닐리덴, 폴리설폰, 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드, BPGS, PSG, AsSG, PbSG, 산화 질화 실리콘(SiON), SOG, 저유전율 SiO계 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 절연 특성을 가지는 물질인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법.
The method according to claim 1,
The insulating layer may be formed of a material selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl phenol (PVP), polyethylene terephthalate (PET), polyoxymethylene A material having one kind of insulating property selected from the group consisting of polysulfone, polycarbonate (PC), polyimide, BPGS, PSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG, Wherein the thin film transistor is fabricated using a laser.
상기 절연층 및 상기 산화물 반도체층 형성을 위한 용액 공정은 스핀코팅(spin coating), 스프레이(spray), 딥 코팅(dip coating), 롤투롤 코팅(roll-to-roll coating), 슬롯다이 코팅(slot-die coating), 바코팅(bar-coating) 및 스크린 프린팅(screen printing)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 용액 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법.
The method according to claim 1,
The solution process for forming the insulating layer and the oxide semiconductor layer may be performed by spin coating, spraying, dip coating, roll-to-roll coating, slot die coating wherein the method is performed by one solution process selected from the group consisting of spin-coating, bar coating, and screen printing.
상기 용액 공정을 통해 상기 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계(단계 2);
상기 산화물 반도체층에 레이저를 조사하여 절연층 및 산화물 반도체층은 소결되고, 상기 산화물 반도체층의 적어도 일부는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계(단계 3); 및
상기 레이저 조사에 의해 소결이 이루어지지 않은 절연층 및 산화물 반도체층을 제거하는 단계(단계 4)
를 포함하되,
상기 용액 공정에서 사용되는 절연층 원료 용액의 용매의 표면장력은 상기 산화물 반도체층 원료 용액의 용매의 표면장력 보다 작은 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법.
Forming an insulating layer on the substrate through a solution process (step 1);
Forming an oxide semiconductor layer on the insulating layer through the solution process (step 2);
A step of irradiating the oxide semiconductor layer with a laser to sinter the insulating layer and the oxide semiconductor layer, and at least a part of the oxide semiconductor layer forming source and drain electrodes (step 3); And
Removing the insulating layer and the oxide semiconductor layer which are not sintered by laser irradiation (step 4)
, ≪ / RTI &
Wherein the surface tension of the solvent of the insulating layer raw material solution used in the solution process is smaller than the surface tension of the solvent of the oxide semiconductor layer raw material solution.
상기 절연층은 Al2O3, SiO2, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리비닐페놀(PVP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리염화비닐, 폴리불화비닐리덴, 폴리설폰, 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드, BPGS, PSG, AsSG, PbSG, 산화 질화 실리콘(SiON), SOG, 저유전율 SiO계 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 절연 특성을 가지는 물질인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법.
8. The method of claim 7,
The insulating layer may be formed of a material selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl phenol (PVP), polyethylene terephthalate (PET), polyoxymethylene A material having one kind of insulating property selected from the group consisting of polysulfone, polycarbonate (PC), polyimide, BPGS, PSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG, Wherein the thin film transistor is fabricated using a laser.
상기 산화물 반도체층은 전도성 금속을 포함하는 산화물 반도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the oxide semiconductor layer is made of an oxide semiconductor including a conductive metal.
상기 산화물 반도체층은 Cu2O, Ag2O, ZnO, SnO2 및 Fe2O3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 전도성 금속인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The oxide semiconductor layer may include Cu 2 O, Ag 2 O, ZnO, SnO 2 And Fe < 2 > O < 3 >.
상기 절연층 및 상기 산화물 반도체층은 스핀코팅(spin coating), 스프레이(spray), 딥 코팅(dip coating), 롤투롤 코팅(roll-to-roll coating), 슬롯다이 코팅(slot-die coating), 바코팅(bar-coating) 및 스크린 프린팅(screen printing)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 용액 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법.
8. The method of claim 7,
The insulating layer and the oxide semiconductor layer may be formed by spin coating, spraying, dip coating, roll-to-roll coating, slot-die coating, Wherein the thin film transistor is formed by one solution process selected from the group consisting of bar-coating and screen printing.
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