문맥 (context)
최근에 음극선관(cathode ray tube)과 같이 무겁고, 크기가 큰 종래 표시 소자의 단점을 해결하기 위하여, 액정표시장치(liquid crystal display device), 유기 전계발광소자(organic light emitting display device) 또는 PDP(plasma display plane) 등과 같은 평판표시장치(flat panel display device)가 주목 받고 있다.
이중에서 액정표시장치는 일반적으로 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판, 그리고 두 기판 사이에 주입되어 있는 액정층으로 이루어진 액정패널을 포함한다.
액정층은 두 기판의 가장자리 둘레에 인쇄되어 있으며 액정층을 가두는 봉인제로 결합되어 있다. 액정패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후면에는 백라이트 유닛이 위치하고 있다. 백라이트에서 조사된 빛은 액정분자의 배열상태에 따라 투과량이 조절된다.
박막트랜지스터 기판에는 액정층에 신호를 전달하기 위해 배선이 형성되어 있다. 박막트랜지스터 기판의 배선은 게이트 배선과 데이터 배선을 포함한다.
여기서, 게이트배선은 게이트 신호가 인가되는 게이트라인과 박막트랜지스터의 게이트전극을 포함하며, 데이터배선은 게이트배선과 절연되어 데이터신호를 인가하는 데이터라인과 박막트랜지스터의 데이터전극을 구성하는 드레인전극과 소스전극을 포함한다.
이러한 배선은 금속 단일막 또는 합금 단일막으로 이루어질 수도 있으나, 각 금속 또는 합금의 단점을 보완하고 원하는 물성을 얻기 위하여 다중막으로 형성하는 경우가 많다.
예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄합금을 하부막으로 사용하고 크롬이나 몰리브덴을 상부막으로 사용할 수 있다. 하부막에 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하는 것은 배선저항에 의한 신호지연을 막기 위하여 비저항이 작은 금속을 사용하여야 하기 때문이다. 그러나 알루미늄 또는 알루미늄 합금은 화학약품에 대한 내식성이 약하며 쉽게 산화되어 단선이 발생하는 문제가 있다. 이를 보완하기 위하여 화학약품에 대한 내식성이 강한 크롬이나 몰리브덴을 상부막으로 형성하는 것이다.
이중에서 알루미늄막과 몰리브덴막을 사용한 다중층이 주목받고 있는데, 이 경우 게이트 배선은 몰리브덴/알루미늄(상부막/하부막, 이하 같음)을 사용하며, 데이터 배선은 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴을 사용한다. 데이터 배선의 경우 화소전극으로 널리 사용되는 ITO(indium tin oxide)와 접촉하는데, 알루미늄막은 ITO와 접촉하면 변질되어 접촉저항을 증가시키므로 3중층을 사용하는 것이다.
기판 소재상에 증착된 다중막은 식각을 통하여 배선으로 패터닝된다. 식각에는 건식식각과 습식식각이 있는데, 균일하게 식각되고 생산성이 높은 습식식각이 많이 사용된다.
현재 몰리브덴막과 알루미늄막을 포함하는 다중막의 습식식각에는 인산, 질산, 아세트산이 혼합된 식각액을 사용한다.
그런데, 이러한 식각액으로 몰리브덴/알루미늄 이중막을 식각하면, 몰리브덴과 알루미늄의 전지 반응으로 인해서 알루미늄이 과식각 되어 상부 몰리브덴 오버행 (overhang) 현상이 발생된다. 몰리브덴 오버행은 후속공정에서 스텝 커버리지 불량을 발생시킬 수 있으므로, 이를 건식식각 공정으로 제거하게 된다. 이처럼 습식식각과 건식식각 두 번의 식각공정을 진행해야 하므로 공정수율이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 전술한 인산, 질산, 아세트산이 혼합된 식각액으로 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 3중막을 식각하면, 상부막 몰리브덴, 중간막 알루미늄, 하부막 몰리브덴이 서로 전지반응을 일으켜 상부막 및 하부막 몰리브덴이 과식각 되는 현상이 발생한다. 이에 중간층의 알루미늄이 주저 앉아 하부막 몰리브덴의 하측에 배치된 옴익콘텍층과 접촉하게 됨에 따라 누설 전류를 발생시켜 액정표시장치의 성능을 저하시킨다는 문제점이 있다.
전술한 문제점들을 해결하기 위해, 액정표시장치의 게이트 전극용 배선, 데이터 전극용 배선으로 구리 몰리브덴합금막을 사용하고 있다. 이에 본 출원인은 더 효율적으로 구리 몰리브덴합금막으로 게이트 전극 및 소오스/드레인 전극을 제조할 수 있는 박막트랜지스터의 제조방법 및 상기 방법에 이용되는 식각액 조성물을 개발하기에 이르렀다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 3중막을 인산, 질산, 아세트산 혼합 식각액으로 식각할 때 발생하는 문제점과 그로 인해 액정표시장치에 미치는 영향은 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretation몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 3중막 식각 시 발생하는 현상과 그 결과로 인한 성능 저하 원인을 파악해야 한다.
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2정보 추출
information_extraction3중막 식각 시 발생하는 전지 반응과 그에 따른 물리적 변화를 추출한다.
- 상부막 몰리브덴, 중간막 알루미늄, 하부막 몰리브덴이 서로 전지반응을 일으켜 상부막 및 하부막 몰리브덴이 과식각 되는 현상이 발생한다.
- 중간층의 알루미늄이 주저 앉아 하부막 몰리브덴의 하측에 배치된 옴익콘텍층과 접촉하게 됨에 따라
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3근거 선택
evidence_selection과식각으로 인해 알루미늄이 이동하여 옴익콘텍층과 접촉한다는 인과관계를 확인한다.
- 중간층의 알루미늄이 주저 앉아 하부막 몰리브덴의 하측에 배치된 옴익콘텍층과 접촉하게 됨에 따라 누설 전류를 발생시켜 액정표시장치의 성능을 저하시킨다는 문제점이 있다.
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4논리 통합
logical_integration전지 반응 → 몰리브덴 과식각 → 알루미늄 주저앉음 → 옴익콘텍층 접촉 → 누설 전류 발생 → 성능 저하의 흐름으로 정리한다.
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5결론 도출
conclusion_formulation식각액 사용 시 발생하는 전지 반응으로 인해 몰리브덴이 과식각되고, 이로 인해 알루미늄이 옴익콘텍층과 접촉하여 누설 전류를 일으켜 성능을 저하시킴을 도출한다.
- 상부막 및 하부막 몰리브덴이 과식각 되는 현상이 발생한다.
- 알루미늄이 주저 앉아 하부막 몰리브덴의 하측에 배치된 옴익콘텍층과 접촉하게 됨에 따라 누설 전류를 발생시켜 액정표시장치의 성능을 저하시킨다
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6답변 생성
answer_generation질문에 명시된 문제점(현상)과 영향(결과)을 결합하여 답변을 작성한다.
- 상부막 및 하부막 몰리브덴이 과식각 되는 현상이 발생한다.
- 누설 전류를 발생시켜 액정표시장치의 성능을 저하시킨다
최종 답변 (final_answer)
몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 3중막을 인산, 질산, 아세트산 혼합 식각액으로 식각하면 상부막 및 하부막 몰리브덴이 서로 전지반응을 일으켜 과식각되는 현상이 발생한다. 이로 인해 중간층의 알루미늄이 주저앉아 하부막 몰리브덴 하측의 옴익콘텍층과 접촉하게 되며, 결과적으로 누설 전류를 발생시켜 액정표시장치의 성능을 저하시키는 문제가 발생한다.
핵심 해석 (core_interpretation)
인산, 질산, 아세트산 혼합 식각액으로 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 3중막을 식각할 때 발생하는 전지 반응은 상·하부 몰리브덴의 과식각 및 알루미늄의 주저앉음으로 인한 누설 전류를 유발하여 액정표시장치의 성능을 저하시킨다.