| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | Enhancement High Mobility of In-Zn-Sn-O Thin Film Transistors by Metal Capping Method |
| 초록 | 기존 보고된 연구 결과에 따르면 산화물 반도체는 700도 이상의 후속 열처리 공정을 통해 결정화가 발생한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 Tantalum(Ta) 촉매층을 적용한 In-Zn-Sn-O(IZTO) 박막 트랜지스터(TFTs)의 전기적 특성 변화를 연구하였다. 금속 촉매반응을 통해 amorphous-IZTO 박막의 결정화가 300도에서 발생하였고, 결정화 된 IZTO TFTs의 이동도가 향상됨을 확인하였다. Ta 촉매층이 없는 control IZTO TFTs의 전기적 특성은 29.96 cm2/Vs의 이동도와 -0.12V의 문턱전압을 나타내었고, 반면 Ta 촉매층을 가진 결정화 된 IZTO TFTs는 61.42cm2/Vs의 이동도와 -0.51V 의 문턱전압을 나타내었다. 이는 IZTO의 결정화로 인한 미세구조의 규칙적인 배열의 생성으로 기인한다. Ta 촉매층의 길이를 늘렸을 때, 이동도가 더 증가함을 확인하였는데, 112.84cm2/Vs의 이동도와 -0.11V 의 문턱전압을 나타내었다. 이는 촉매층의 영향으로 인한 유효채널길이의 변화로 인해 IZTO의 결정립의 크기가 변화하여 이동도가 증가함을 확인하였다. XRD분석과 TEM 분석을 통하여 IZTO 박막의 결정화를 확인하였고, XRD Peak를 확인하였을 때, (222)방향으로 결정성이 나타나는 것을 확인하였다. TEM 분석을 통해 IZTO 박막 전체 영역에서 결정화가 발생됨을 확인하였다. 결정성이 IZTO와 SiO2계면으로 들어갈수록 커지는 것으로 보았을 때, 결정의 성장이 Ta/IZTO 계면에서 시작 된다는 것을 확인하였다. 이러한 결과들을 바탕으로, 전이금속인 Ta의 전자가 IZTO 박막으로 전달 되고 전달된 전자들이 M-O결합을 약화시켜, 약해진 M-O결합으로 인한 Gibbs Free Energy의 감소로 낮은 온도의 열처리에서 재배열이 발생하고 저온에서 결정화가 발생하여 채널과 게이트 절연막 계면 격자의 규칙적인 배열이 고이동도 특성에 기인한 것으로 예상된다. |
| 저자 | 온누리, 정재경 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | <P>산화물반도체; 박막트랜지스터; 이동도</P> |
