5마스크 TFT-LCD 어레이 공정 흐름
5마스크 TFT 공정은 게이트 금속, 활성 반도체 적층 구조, 소스·드레인 금속, 접촉 비아가 있는 패시베이션, 픽셀 ITO 전극이라는 다섯 기능층 그룹을 패터닝하는 a-Si TFT-LCD 어레이 제조 공정입니다.
핵심 요점
- 각 마스크는 도포, 노광, 현상, 식각 및 포토레지스트 제거를 통해 하나의 기능층 그룹을 정의합니다.
- 다섯 마스크는 트랜지스터, 신호선, 보호층 및 투명 픽셀 전극을 배열 유리에 구축합니다.
- 마스크 수는 공정에 따라 다르며, IPS 구조는 공통 전극 마스크를 추가할 수 있다.
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공정 설명이 TFT 적층 구조에서 시작되는 이유
각 리소그래피 단계를 완성된 TFT-LCD 어레이 기판 구조와 연결하면 어레이 공정을 더 쉽게 이해할 수 있습니다. 일반적인 TN 모드 a-Si 예에서 기판에는 게이트 금속, 게이트 절연막, 반도체막과 오믹 접촉막, 소스·드레인 금속, 패시베이션 및 투명 픽셀 전극이 포함됩니다.
마스크 1: 게이트 전극 및 스캔 라인
마스크 1은 세정된 유리 기판 위에 게이트 전극과 수평 스캔 라인을 정의합니다. 대표적인 순서는 PVD 금속 증착, 포토레지스트 도포, 노광과 현상, 금속 식각, 포토레지스트 박리입니다. 박막 재료와 식각 화학 조건은 공장 공정에 따라 달라집니다.
마스크 2: 게이트 절연막, 반도체 및 오믹 접촉
마스크 2는 게이트 위의 활성 적층 구조를 패터닝합니다. 일반적으로 게이트 절연막, 진성 a-Si 반도체막 및 도핑된 N+ a-Si 오믹 접촉막을 CVD로 증착한 뒤 리소그래피와 건식 식각으로 활성 아일랜드를 정의합니다. 이 적층 구조는 게이트를 전기적으로 절연하면서 트랜지스터 채널과 저저항 접촉부를 형성합니다.
마스크 3: 소스, 드레인, 데이터 라인 및 채널
마스크 3은 소스·드레인 전극과 수직 데이터 라인을 패터닝합니다. 소스·드레인 금속 증착과 리소그래피 후 금속 식각으로 전극을 정의합니다. 이후 소스와 드레인 사이에 노출된 N+ a-Si를 제거하여 채널을 열고, 아래의 진성 반도체는 유지합니다.
마스크 4: 패시베이션 및 접촉 비아
마스크 4는 패시베이션층의 개구부를 형성합니다. 패시베이션은 TFT와 신호 배선 금속을 후속 공정 환경에서 보호하며, 접촉 비아는 픽셀 전극 연결에 필요한 드레인 영역을 노출합니다. 비아 정렬과 식각 제어는 접촉 저항 및 수율에 중요합니다.
마스크 5: 픽셀 ITO 전극
마스크 5는 투명 픽셀 전극을 패터닝합니다. ITO를 증착하고 포토레지스트를 도포한 뒤 노광, 현상 및 식각을 수행합니다. 픽셀 전극이 마스크 4의 접촉 비아를 통해 드레인에 연결되면서 다섯 마스크 TFT 어레이 기판이 완성됩니다.
다섯 마스크 공정 요약
| 마스크 | 기본 레이어 그룹 | 전기 목적 |
|---|---|---|
| 11 | 게이트 전극 및 주사선 | 트랜지스터 스위칭을 행별로 제어합니다. |
| 12 | 게이트 절연막, 반도체 및 오믹 접촉 | 절연 활성 트랜지스터 스택을 형성합니다. |
| 1 | 소스/드레인 전극, 데이터 라인 및 채널 | 픽셀 신호를 전달하고 TFT 채널을 정의합니다. |
| 2 | 패시베이션 및 접촉 비아 | TFT를 보호하고 드레인 접점을 노출시킵니다. |
| 3 | 픽셀 ITO 전극 | 픽셀을 제어하는 전기장을 적용합니다. |
5-마스크 대비 6-마스크 TFT 공정
다섯 개의 마스크가 모든 TFT-LCD 백플레인에 적용되는 보편적인 규칙은 아닙니다. IPS 설계에는 추가 공통 전극 패턴이 필요할 수 있으며, 다른 공정 구성에서는 층 형성 단계를 다르게 통합하거나 분리할 수 있습니다. 재료, 소자 구조, 신뢰성 목표 및 공장 역량이 최종 마스크 수를 결정합니다. 공통적인 패터닝 원리는 다음 자료에서 확인하십시오: TFT-LCD 어레이 포토리소그래피 가이드.
자주 묻는 질문
5 마스크 TFT 공정이란 무엇입니까?
게이트 금속, 활성 반도체 적층 구조, 소스·드레인 금속, 접촉 비아를 포함한 패시베이션, 픽셀 ITO라는 다섯 기능층 그룹을 패터닝하는 a-Si TFT-LCD 어레이 제조 공정입니다.
IPS TFT-LCD에 여섯 마스크가 필요할 수 있는 이유는 무엇입니까?
IPS 구조에는 패터닝된 공통 전극이 추가될 수 있으므로, 더 단순한 다섯 마스크 TN 예시보다 마스크가 하나 더 필요할 수 있습니다. 정확한 순서는 백플레인 설계와 공정 통합에 따라 달라집니다.
마스크 하나는 증착막 하나에 해당합니까?
아니요. 마스크 하나로 여러 박막으로 이루어진 그룹을 패터닝할 수 있습니다. 다섯 마스크 예시에서 마스크 2는 단일 박막이 아니라 게이트 절연막, 반도체 및 오믹 접촉막의 적층 구조를 다룹니다.
다섯 마스크 어레이 공정은 모든 공장에서 동일합니까?
아니요. 기능적인 순서는 비슷하지만 박막 재료, 증착 방법, 식각 화학 조건, 치수 및 공정 관리는 설계와 생산 라인에 따라 달라집니다.
기술 참고 자료
- Applied Materials: 비정질 실리콘능동 매트릭스 TFT-LCD 반도체로 사용되는 a-Si에 대한 배경 자료.
- AGC: TFT용 유리 기판TFT 어레이 제조를 위한 디스플레이 유리 요구 사항.
- Nippon Electric Glass: 무알칼리 유리 기판TFT 공정에 사용하는 무알칼리 유리의 특성.
- SID / Wiley: 비정질 실리콘 TFT를 넘어서TFT 백플레인의 재료 및 이동도 관련 배경.
관련 TFT-LCD 어레이 가이드
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- TFT-LCD 어레이 기판 구조
- 포지티브·네거티브 포토레지스트, 노광 및 식각
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TFT-LCD 모듈을 선택하는 데 도움이 필요하십니까?
어레이 공정의 세부 내용은 패널 제작 방식을 설명합니다. OEM RFQ에서는 이를 크기, 해상도, 인터페이스, 휘도, 터치, 환경 및 수명주기와 같은 모듈 요구사항으로 구체화해야 합니다.
