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산화물 반도체 박막트랜지스터 기술 및 응용

전문가 제언: ○ IGZO(InGaZnO)와 같은 산화물 반도체로 만든 TFT(Thin-Film Transistor)를 이용한 액정표시장치의 보급이 확산되고 있다. IGZO TFT는 누설전류가 작아 리프레시 횟수를 줄일 수 있으므로 소비전력을 큰 폭으로 저감할 수 있다. IGZO의 전자 이동도는 비정질 실리콘의 20~50배에 이르기 때문에 TFT회로를 소형화할 수 있어 개구율 증대 및 고정밀화가 가능하다. 또한 기존의 비정질 실리콘 TFT 제조 공정의 대부분을 공용할 수 있기 때문에 투자 측면에서도 유리하다.

○ IGZO TFT는 2004년에 일본과학기술진흥기구와 도쿄공업대학 호소노 히데오 교수팀이 개발하였으며, 샤프는 이 기술을 이용해 스마트폰 등 모바일 기기용 액정표시장치 패널을 생산하고 있다. 일본과학기술진흥기구가 특허권을 보유하고 있으며 2011년에 삼성전자에, 2012년에는 샤프에 라이센스를 제공했다. 샤프는 2012년 세계 최초로 IGZO TFT를 사용한 액정표시장치용 패널의 양산을 시작했다.

○ 샤프는 저온폴리실리콘 기술에 비견되는 산화물 반도체 TFT 기술을 개발했다. 소자 구조가 간단한 채널 식각 형 구조를 채택하고 초저누설, 고내전압, 최소 소자 면적을 달성하여 높은 정밀도 및 개구율을 확보하고 프레임 폭이 좁은 디스플레이를 실현했다. 본고에서는 산화물 반도체 박막트랜지스터를 이용한 초고화질 디스플레이 기술을 선도하고 있는 샤프의 기술 개발 현황을 소개하고 있다.

○ 우리나라는 삼성디스플레이와 엘지디스플레이가 IGZO TFT를 이용한 액정디스플레이 패널을 생산하고 있으며, 스마트폰, 태블릿 등 중소형 기기용 초고해상도 디스플레이 수요 증가에 대비하여 기존의 비정질 실리콘 TFT 액정디스플레이 생산 시설을 산화물 TFT 액정디스플레이용으로 전환하거나 신규 시설을 확충하고 있다. 기술 우위 확보 및 시장 선점을 위해서는 TFT와 배선 등 비투과 영역의 면적을 획기적으로 줄이고, 화소수의 비약적인 증가로 인한 소비 전력의 증가를 억제하고, 프레임 폭을 축소하기 위한 지속적인 기술 개발이 필요할 것이다.

저자: Naoki Ueda, et al.
자료유형: 학술정보