display 전쟁21세기에 들어서면서 우리는 빠른 속도로 변화해 가는 사회와 상상을 현실로 이뤄주는 과학 기술 속에서 살아가고 있다. 영화 속에서만 보았던 모습을 과학기술의 발전은 우리 현실 속에 한층 더 가깝게 가져다주고 있다. 지금은 어디에 있거나 세계와 연결하는 인터넷을 사용할 수 있는 시대가 되었고 이동하면서 텔레비전을 시청하기도 할 수 있으면서 손가락 한마디 크기의 칩에 국립중앙도서관에 있는 책의 자료를 다 넣을 수도 있는 시대가 왔다. 기술의 진보에 따라 기술을 앞서며 실용화 시키고 가격경쟁력을 갖추면서 이 빠른 변화의 사회 속에서 살아 남기위한 경쟁을 개인 혹은 기업, 나라의 차원에서 항상 하게 되는 상황에 이르게 되었다. 각 국가 간의 무역에서는 점점 관세의 장벽이 줄어들고 있으며 기술의 진보에 따른 정보량은 무궁무진하게 증가하고 있다. 얼마나 빠른 흡수와 적응을 하며 남보다 한발을 먼저 디딜 수 있는가 하는 것에 미래의 비전을 제시할 수 있게 되는 상황이 되었다.우리가 사용하는 기기 중에 화면이라는 수단이 들어가지 않은 기기가 얼마나 있을까? 정말 간단하게 보이는 장난감마저도 전원의 on-off따라서 불이 켜지고 꺼지는 모습을 볼 수 있다. 그 이상을 찾아보자. 우리나라인구의 70%이상이 가지고 있는 핸드폰을 생각해 봐도 LCD 혹은 OLED 창을 사용하고 있다. mp3, 노트북, 집에 있는 텔레비전, 컴퓨터 모니터 등등 여기저기에서 display기기는 항상 우리의 편리함을 점점더 가깝게 가져오고 있는 아주 편리한 기기이다. tft-pdp , lcd, led, oled 등 조금이라도 가볍고 조금이라도 더 얇은, 크기가 크게 확장되며 화소의 결점없이 고화질의 화면을 구연하며 signal에 대한 반응속도를 빠르게 하는 등의 기술의 발전이 계속 될수록 우리가 사용하는 온갖 기기들의 무게는 가벼워 지고 있고 좀더 가지고 다니기에 편리해 지고 있다. 집안에 있는 텔레비전은 벽에 걸다 못해 벽속으로 들어갈 준비를 하고 있으며 전력량이 기존에 사용하고 있는 가전기기들보다 훨씬적으며 수명은 반영구적으로 바뀌게 된다.우리나라는 삼성sdi와 LG-phillips lcd 이 두 회사의 아낌없는 투자개발로 인하여 처음 일본이 시작한 시장을 우리 기업이 주도권을 가지고 첫발을 먼저 내딛으며 가게 되었다. 이런 발전에 기인하여 우리 나라의 기술력은 세계에서 인정받게 되었으며 선두에 서 있던 일본보다도 확실한 우위를 가지고 있는 산업이 되었다. 하지만 지금 대만의 정부주도하 우리나라 주도의 display 산업을 따라잡기 위한 아낌없는 투자가 시작되었고 일본 또한 무역규제등을 통한 우리나라의 견제와 함께 다시 예전의 위상을 되찾기 위한 기업들의 무한 개발과 경쟁에 들어가 있는 상황이 되었다. 그냥 이 상태로 안주한다면 우리나라의 그동안 노력을 빚바랜 구식 기술로 한때 잘나갔던 이라고 말을 들을 수 있다. 좀더 열심히 우리나라의 발전에 힘을 쏟아 부어야 할 때라고 생각이 들었다. 지금은 우리가 맨 앞에서 세계를 이끄는 산업으로서의 입지를 굳혀 나가기 위해 우리는 좀 더 예전의 노력을 게을리 할 수 없는 때가 되었다. 디스플레이에 사용되는 전자 소자의 개발은 결국 우리나라에 있어 21세기 근간산업인 반도체, IT 산업을 한단계 더 앞서게 만들어 줄 꺼라고 생각한다.
반도체공정반도체의 특성 반도체는 독특한 몇 가지 특징을 가지고 있다. 1) 쇠붙이는 가열하면 저항이 커지지만 반도체는 반대로 작아진다. 2) 반도체에 섞여 있는 불순물의 양에 따라 저항을 매우 커지게도 할수 있다. 3) 교류전기를 직류전기로 바꾸는 정류작용을 할 수도 있다. 4) 반도체가 빛을 받으면 저항이 작아지거나 전기를 일으키는데 이를 광전효과라 한다. 5) 어떤 반도체는 전류를 흘리면 빛을 내기도 한다.반도체의 종류 반도체 물질에서 전기를 나르는 물질에는 전자와 홀(Hole: 구멍, 즉 전자가 빠진 자리라는 뜻) 이라는 것도 있다. 전자는 마이너스(Negative)전기를 가지고 있다. 전자가 많은 반도체를 N타입 반도체라 하고 홀이 많은 반도체를 P타입 반도체 라고 한다. N타입이나 P타입 반도체는반도체에첨가하는 불순물의 종류에 따라 마음대로 만들수 있고, 그 불순물의 양에 따라 전자나 홀의 갯수도 조절할 수 있다. 반도체는 여러가지 특징을 가지고 있으므로 이것들을 이용하여 특별한 성능을 가진 부품을 만들수있다.집적회로는 사진기술과 밀접히 연관 개인용 컴퓨터나 핸드폰처럼 제품을 소형으로 만들수 있는 것은 바로 집적화 기술 덕분이다. 트랜지스터나 다이오드를 개별 소자라고 부르는 것에비해 소자들을 모은 반도체를 집적회로라고 한다. 집적회로는 플래 너(Planar) 기술이 개발된 이래 눈부시게 발전하였다. 플래너 기술이란 웨이퍼라고 하는 평평한 반도체판 표면에 트랜지스터등의 소자를 새겨 넣는 것을 말한다.이 집적회로 기술에는 사진 기술이 밀접하게 연관되어 있다. 인화지에 해당하는 웨이퍼위에 필름 역할을 하는 마스크를 놓고 빛대신 자외선을 쬐어 아주 정밀하고 복잡한 회로를 새겨넣는 것이다. 집적회로의 중요한 역할을 정보의 저장 또는 기억(Memory)과 연산(여러가지 조건에 의한계산)이다.기억용량이 핵심인 메모리 IC에는 램(RAM)과 롬(ROM)이 있다. 집적회로의 연산작용을 가장 잘 발휘하는 것이 마이크로 프로세서(MicroProcessor)인데, 컴퓨터의 두뇌인 중앙 처리장치 (CPU: Central Proxessing Unit)에 사용된다.반도체의 재료 반도체로 쓰이는 재료는 게르마늄과 실리콘이 있다. 그러나 실리콘은 열에 강하고 지구상에서 산소 다음으로 매우 흔한 물질로 모래나 돌멩이 유리창문, 수정등의 주성분이므로 우리 주위에서 가장 흔하게 보는 물질이기 때문에 현재는 이것을 더많이 쓴다.실리콘을 반도체로 사용하기 위해서 모래를 화학 처리하여 실리콘만을 뽑아 정제 과정을 거쳐 순도를 높게한것을 다결정 실리콘이라고 한다.이것을 다시 녹인 다음 특수한 기술로 천천히 굳혀서 원통 모양의 단결정 실리콘 막대를 만든다. 반도체는 일상생활에서 첨단 산업까지우리사회를 받치는 기둥이 되고 있다.반도체 공정1단계 단결정 성장 고순도로 정제된 실리콘 용융액에 SEED 결정을 접촉, 회전시키면서 단결정규소봉(INGOT)을 성장시킴2단계 규소봉절단 성장된 규소봉을 균일한 두께의 얇은 웨이퍼로 잘라낸다. 웨이퍼의 크그는 규소봉의 구경에 따라 3 ,4 ,6 ,8 로 만들어지며 생산성향상을 위해 점점 대구경화 경행을 보이고 있음3단계 웨이퍼 표면연마 웨이퍼의 한쪽면을 연마하여 거울면처럼 만들어주며, 이 연마된 면에 회로패턴을 그려넣게 됨4단계 회로설계 CAD(Computer Aided Design)시스템을 사용하여 전자회로와 실제 웨이퍼 위에 그려질 회로패턴을 설계한다. 5단계 MASK(RETICLE)제작 설계된 회로패턴을 E-beam설비로 유리판 위에 그려 MASK(RETICLE)를 만듬.칩, Die : 웨이퍼 표면위에 같은 패턴이 완성되었을 때, 각 패턴은 개별 반도체 소자일 수도 있고, IC일 수도 있다. 2. Scribe Line : 아무런 유니트나 회로가 없는 지역으로 웨이퍼를 개개의 칩으로 나누기 위해 톱질하는 영역이다. 3. Enginnering test Die : 각 웨이퍼는 특이한 패턴의 칩 혹은 다이가 몇 개 있다. 현미경으로 보면 다르다는 것을 확실히 알 수 있다. 이는 정상적인 다이와 같은 공정으로 형성된 특별한 테스트 소자가 들어있다. 4. Edge die : 각 웨이퍼는 가장자리 부분에 미완성의 다이를 가진다. 이들은 미완성이기 때문에 결국 웨이퍼의 손실이 된다. 5. 웨이퍼의 Flats : 웨이퍼의 결정구조는 눈으로 봐서는 식별할수 없다. 따라서 웨이퍼의 구조를 알려주기 위해 결정에 기본을 둔 플랫을 만들어 준다.*웨이퍼 부분 용어6단계 산화(OXIDATION)공정 고온(800~1200℃)에서 산소나 수증기를 실리콘 웨이퍼표면과 화학반응시켜 얇고 균일한 실리콘산화막(SiO2)를 현상시켜는 공정 7단계 감광액(PR:Photo Resist)도포 빛에 민감한 물질인 PR를 웨이퍼 표면에 고르게 도포시킴8단계 노광(EXPOSURE) STEPPEE를 사용하여 MASK에 그려진 회로패턴에 빛을 통과시켜 PR막이 형성된 웨이퍼 위에 회로패턴을 사진 찍는 공정 9단계 현상(DEVELOPMENT) 웨이퍼 표면에서 빛을 받은 부분의 막을 현상시키는 공정 (일반 사진현상과 동일)10단계 식각(ETCHING) 회로패턴을 형성시켜 주기 위해 화학물질이나 반응성 GAS를 사용하여 필요없는 부분을 선택적으로 제거시키는 공정 이러한 패턴형성과정은 각 패턴층에 대해 계속적으로 반복됨11단계 이온주입(ION IMPLANTAION) 회로패턴과 연결된 부분에 불순물을 미세한 GAS입자 형태로 가속하여 웨이퍼의 내부에 침투시킴으로써 전자소자의 특성을 만들어 줌 이러한 불순물주입은 고온의 전기로 속에서 불순물입자를 웨이퍼 내부로 확산시켜 주입하는 DIFFUSION(확산)공정에 의해서도 이루어짐12단계 화학기상증착(CVD:Chemical Vapor Deposition)공정 GAS간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼표면에 증착하여 절연막이나 전도성막을 형성시키는 공정13단계 금속배선(METALLIZATION) 웨이퍼 표면에 형성된 각 회로를 알루미늄선으로 연결시키는 공정12-1단계 불순물주입14단계 웨이퍼 자동선별(EDS TEST) 웨이퍼에 형성된 IC칩들의 전기적 동작여부를 컴퓨터로 검사하여 불량품을 자동선별하는 공정15단계 웨이퍼 절단(SAWING) 웨이퍼상의 수 많은 칩들을 분리하기 위해 다이아몬드 톱을 사용하여 웨이퍼를 전달하는 공정 16단계 칩 집착(DIE ATTACH) 낱개로 분리되어 있는 칩 중 EDS TEST에서 실품으로 판정된 칩을 리드프레임(READ FRAME)위에 올려놓은 공정17단계 금속연결(WIRE BONDING) 칩 내부의 외부연결단자와 리드프레임을 가는 금선으로 연결하여 주는 공정 18단계 성형(MOLDING) 연결 금선 부분을 보호하기 위해 화학수지로 밀봉해 주는 공정 19단계최종검사(FINAL TEST) 성형된 칩의 전기적 특성 및 기능을 컴퓨터로 최종검사하는 공정으로 최종 합격된 제품들은 제품명과 회사명을 MARKING한 후 입고 검사를 거쳐 최종소비자에게 판매된다1.금속 배선(보통 Al)은 그늘에서도 밝게 보이며 알맹이의 형태를 가진다. 2.회로 표시, 회로번호 표시는 좌측 하단에 표시한다. 3.오염, 발견되는 오염 조각은 일반적인 실내 먼지보다 훨씬 작다. 4.Bonding Pad, 회로의 입력과 출력 단자는 패키지에 연결하기 쉽도록 칩의 가장자리에 위치한다. 5.Scribe Line, 회로 부분은 어던 라인으로 둘러 싸여 있다. 라인 바깥쪽은 칩이 절단되기 위해 아무것도 없는 지역이다. 6.연결 않된 소자, 보통 몇 개의 서로 다른 회로를 만들기 위해 개별 소자를 만들어 주는데 완성된 회로에도 쓰이지 않는 회로가 남아 있기도 하다. 7.바이폴라 트랜지스터 8.Alignment Masks는 칩 바깥 가장자리에 있는 Alignment Masks의 도움으로 행해진다.MSI 회로의 현미경 사진REFERENCE http://www.semipark.co.kr myhome.naver.com/bluelogic/data.html www.eetkorea.com/ART_8800410346_ 480403_633b1c1b200603.HTM http://kin.naver.com/open100/r_entry.php?rid=1884#7 ksm.co.kr{nameOfApplication=Show}
[결정의 전기전도도 실험 결과][Sample specification]면 적두 께Si2.5 cm × 2.5 cm0.6 mmCu5 cm × 5 cm0.7 mm[Data]Si 1번Si 2번Si 3번Cu 1번Temp저항비저항전도도저항비저항전도도저항비저항전도도Temp저항비저항전도도180------137.80.1282603323.10.04316084.80.2081590.111169.60.1041601070.143140116.60.152169.60.1041810.80.0931256.54.750.211120137.80.128169.60.10420120.08311553.50.286100148.40.1191810.80.0932213.20.076913.72.590.38680148.40.11920120.08325150.0676032.10.476601590.1112112.60.07925150.067401.30.911.099401710.20.0981911.40.0882615.60.06418.50.0450.031531.75비저항은 R = ρs/l 단면적을 길이로 나눈 값에 실험에서 구한 저항 값을 곱하면 비저항 값을 구할 수 있다. 부도체에 대해서는 실험의 값이 수MΩ에서 수GΩ값을 가지고 온도에 따라 그 값이 거의 차이가 없게 나타난다. 부도체에서는 전기의 흐름이 거의 없는 것과 마찮가지이기 때문이다. 반도체 물질과 도체 물질에서는 temperature 값에 따라서 저항의 값이 달라진다. 반도체 물질에서는 온도가 올라갈수록 electron이 excite되어 전기 전도도가 더 좋아지는 현상을 보여준다. 이는 실험에서 저항값이 온도가 떨어짐에 따라 작아지는 것을 보면 알 수 있다. 하지만 이에 반하여 금속은 온도가 높을수록 금속 내부의 원자들의 vibration이 커져서 전자의 이동을 방해하게 되고 이는 온도가 높을수록 저항값이 커지는 것을 보면 알 수 있다. 실험에서는 이론적 값의 변화를 확인 하기 힘들었는데 이는 다음에 나열되는 몇가지 이유에 의하여 나타난 결과로 볼 수 있을 것이다.
1. PDP(Plasma Display Panel)의 정의플라즈마 디스플레이라고 하며 기체 방전현상을 이용한 표시소자이다.2. PDP의 작동원리3. PDP의 장점1. 유기EL(OLED:Organic Light Emitting Device)의 정의유기물 박막에 음극과 양극을 통하여 전자와 정공(Hole)이 결합하여 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상2. 유기EL의 작동원리3. 유기EL의 장점-전력 소모량이 적음-시야각 의존성 완전 해소-응답 속도가 빠름-사용 온도 범위가 넓음1. FED(Field Emission Display)의 정의CRT의 우수한 화질 특성과 PDP의 평판 특성을 동시에 가지는 Flat Panel Display로 저가격, 고품질 가능한 차세대 기술이다.2. FED의 작동원리3. FED의 장점-깨끗한 화면 구현이 가능