| 초록 |
비정질 indium gallium zinc oxide (IGZO)는 산화물반도체 재료로서 높은 이동도, 낮은 공정온도, 넓은 밴드갭등 많은 장점을 가지고 있어 최근 많이 연구되고 있는 소재이다. a-IGZO based TFT의 전기적 특성을 개선시키기 위한 한 방법으로 체널과 소스/드레인의 접촉 저항을 줄여주는 방법이 있다. 실리콘 기반의 트랜지스터에서는 소스/드레인 부분의 오믹 접합을 위해서 이온주입, 확산 공정등을 통해 선택적으로 1020 /cm3 이상의 고농도 도핑을 실시하여 특성을 확보할 수 있으나 산화물 TFT 소자의 경우 이러한 접근 방법이 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 UV 조사를 이용해 a-IGZO based TFT의 채널과 소스/드레인의 접촉 저항을 감소시켜 전기적 특성을 개선하고자 하였다. TFT 소자는 bottom-gate 구조로 제작되었고, 게이트 전극으로 Mo를 DC-sputter 방식으로 100 nm 증착하였다. 절연막으로는 SiO2 를 PECVD로 250℃에서 150 nm 증착하였고, a-IGZO는 RF-sputter 법을 사용하여 40 W, 5 mtorr, Ar:O2 = 9:1의 조건하에서 50 nm 두께로 증착하였다. 이후 샘플에 UV cleaning machine의 광원을 사용하여 185, 254 nm의 두 종류의 UV light를 각각 0, 30, 60분 조사하였다. 소스/드레인 전극은 게이트 전극과 같은 방법으로 증착하였고 모든 패터닝 공정은 노광공정을 사용하였다. a-IGZO 박막은 UV light 조사 시간이 증가함에 따라 박막 내 캐리어 농도가 ~ 5 x 1015 /cm3에서 ~ 3 x 1017 /cm3까지 증가하였고 따라서, 박막의 접촉저항은 3 x 103 Ω*cm에서 1 x 102 Ω*cm로 감소하였다. W/L = 40/50 um인 a-IGZO based TFT의 전기적 특성을 측정한 결과 UV를 60분 조사한 트랜지스터는 UV를 조사하지 않고 제작한 트랜지스터보다 전계 효과 이동도가 1.3 cm2/Vs에서 11.1 cm2/Vs으로 10배 정도 증가하였고, subthreshold swing (SS) 및 on/off ratio는 각각2 V/decade에서 0.25 V/decade, 5.9 x 105에서 2.1 x 108으로 개선되었다. |
