| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2020년 가을 (11/18 ~ 11/20, 휘닉스 제주 섭지코지) |
| 권호 | 26권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | ZnF2 중간층의 In-situ 삽입을 통한 고신뢰성의 Zn-O-N 박막 트랜지스터 개발 |
| 초록 | 평판 디스플레이 산업이 점차 발달함에 따라 비정질 실리콘 기반 박막 트랜지스터의 낮은 전계 효과 이동도로 인한 한계점이 명확하게 드러났고, 이를 대체하기 위한 연구가 꾸준히 진행되어 왔다. 이에 따라 10 cm2/Vs 이상의 높은 전계 효과 이동도를 가지는 In-Ga-Zn-O (IGZO) 같은 비정질 산화물 반도체가 개발되었고, 성공적으로 상용화되었다. 그러나 더욱 높은 해상도(Super high vision, 8000 X 4000)와 크기 (＞ 80 inches), 매우 높은 주사율 (＞ 480 Hz)을 가지는 유기 발광 다이오드와 같은 차세대 디스플레이의 개발 및 구현을 위해서는 더욱 높은 전계 효과 이동도 (> 30 cm2/Vs)를 가질 수 있는 새로운 재료의 개발이 필요하다. 이러한 요구 조건을 충족시킬 수 있는 반도체 재료로써, 아연 질산화물(ZnON) 반도체가 연구되어 왔다. ZnON은 비정질 산화물 반도체 대비 전계 효과 이동도가 높으며 (＞ 50 cm2/Vs), Zn3N2와 ZnO의 조성 비 조절을 통해 쉽게 물성을 변화시킬 수 있다. 또한 금속 타겟 및 sputtering을 이용해 증착이 가능하여 생산 비용이 상대적으로 저렴하다. 또한 기존 산화물 반도체에서 광 신뢰성 열화를 야기하던 산소 공공(Vo)을 질소 첨가를 통해 억제하여 월등히 우수한 광 신뢰성을 기대할 수 있다. 그러나 Zn3N2의 근본적인 불안정성으로 인해 공기 또는 진공 분위기에서 쉽게 ZnO로 산화되는 문제점을 가지고 있어, 이를 해결하기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는, 이러한 ZnON 박막 트랜지스터의 불안정성 문제를 해결하고, 그와 동시에 전기적 특성을 향상시키기 위해 ZnF2 중간층을 ZnON과 소스-드레인 전극 사이에 삽입하는 방법을 제안하였다. ZnF2 중간층은 ZnF2 타겟과 co-sputtering 공정을 이용해 ZnON 박막 증착 후 in-situ로 증착 하였다. 이러한 중간층 삽입을 통한 ZnON 박막 트랜지스터의 전기적 특성 및 대기 안정성 변화를 다양한 분석 및 제1원리 계산을 이용해 연구하였다. |
| 저자 | 김형도, 김현석 |
| 소속 | 충남대 |
| 키워드 | ZnON; ZnF<SUB>2</SUB>; 중간층; 장기안정성; 박막 트랜지스터 |
