| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2010년 가을 (11/11 ~ 11/12, 무주리조트) |
| 권호 | 16권 2호 |
| 발표분야 | F. Display and optic Materials and processing(디스플레이 및 광 재료) |
| 제목 | 용액 공정방식을 사용한 ZTO-TFT소자 제작과 gate bias 특성 분석 |
| 초록 | 최근 디스플레이 산업이 급속히 발전하면서, 핵심 기술인 박막 트랜지스터 제작의 많은 연구가 이루어지고 있다. 또한 미래 디스플레이 산업을 위하여 투명 전도성 산화물 박막 트랜지스터는 amorphous silicon 박막 트랜지스터에 비해 이동도가 우수해 전기적 측면에서 유리하고, 상대적으로 낮은 온도에서 공정이 진행되므로 비교적 저렴한 유리 기판이나 flexible이 가능한 플라스틱 기판에서 소자 구현이 가능하다는 큰 장점을 가지고 있다. 산화물 박막 트랜지스터를 형성하는 방법에는 크게 진공 장비를 이용한 증착 방법과 용액 공정을 이용한 방법으로 나눌 수 있다. 진공 장비로 형성된 박막은 전기적 특성이 좋고 낮은 온도에서 제작이 가능하다는 장점을 가지고 있으나 진공 장비의 가격이 비싸고 수율이 좋지 않다는 단점이 있다. 용액 공정을 이용한 증착 방법으로 spin coating, ink-jet printing 등 여러 방법을 구현 할 수 있다. 이런 용액 공정 방식은 진공 증착 방식에 비해 전기적 특성이 떨어지지만 경제적으로 저렴하게 구현이 가능하고, 공정 단계를 줄 일 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 다성분계 산화물 기반 물질인 ZTO를 용액으로 제작하고, 이 소자의 신뢰성 확보를 위한 gate bias 측정을 같이 진행해보았다. 클리닝 된 n-type 웨이퍼 위에 PECVD 장비를 이용하여 SiNx 120 nm 증착을 하였다. 제작된 ZTO 용액을 증착된 웨이퍼 위에 5000 RPM으로 30초 동안 스핀 코팅 후 500 oC로 공기 중에 annealing 하고, 소스와 드레인 전극 형성을 위하여 Evaporator 장비로 알루미늄을 약 170 nm 올렸다. W/L=4000/100의 소자를 제작 하였고, 문턱 전압은 0.35 V이고, 이동도는 1.2 cm2/Vs, ION/IOFF=2.7 x 107, 0.31V/decade 의 subthreshold swing 값을 가지는 산화물 박막 트랜지스터를 제작하였다. Gate bias를 10 V로 10, 100, 500, 1000 초로 측정하여 이에 따른 소자 변화를 측정하였다. Bias 시간에 따라 interface trap density가 2.86x1011에서 5.88x1011 cm-2eV-1 으로 증가하여 이동도는 1.2에서 1.0 cm2/Vs로 감소하였고, 문턱전압은 0.35에서 1.94 V 로 이동하였다. 또한 subthreshold swing은 interface trap의 증가로 인하여 0.32에서 0.5 dec/V 로 증가하였고, 음이동 전하들이 trap이 되어 시간이 지나면서 off 전류가 감소하는 결과를 가지고 왔다. 추후 용액 산화물질과 잉크젯 장비를 이용하여 형태변환이 가능한 소자 제작과 그 특성을 분석 할 예정이다. |
| 저자 | 박현애, 구형석, 권석일, 최병덕 |
| 소속 | 성균관대 |
| 키워드 | 산화물 박막 트랜지스터; 용액공정; ZTO-TFT |
