| 초록 |
고성능 박막트랜지스터를 구현하기 위한 기존의 scaling-down 방법이 한계에 부딪힘에 따라 high-k 게이트절연막, 이중게이트 구조, 수직형 채널 박막트랜지스터와 같이 다양한 재료와 구조를 이용한 고성능의 박막트랜지스터들이 활발히 연구되고 있다. 그 중 수직형 채널 구조를 가지는 박막트랜지스터는 저전압 구동과 작은 풋프린트를 가진다는 장점을 가진다. 유연 전자소자가 각광받는 현재 수직형 채널을 가져 밴딩에 유리하다는 것 또한 수직형 채널 박막트랜지스터의 큰 이점이다. 한편, 수직형 채널 박막트랜지스터의 경우 채널이 형성될 back-channel의 표면이 평평하고 수직으로 잘 형성되어야 하며, 수직 방향의 채널이 등각으로 잘 형성되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 상술한 문제점들을 고려하여 무기물 SiO2와 유기물 PI (polyimide) 두 가지 스페이서로 나누어 스페이서 물질과 수직 패턴 형성 과정의 최적화를 이루었고, ALD (atomic layer deposition)로 증착한 비정질 IGZO 활성층을 형성하여 등각성과 IGZO 박막의 전기적 이점을 동시에 확보하였다. 소자의 거의 수직에 가까운 측벽은 드레인 층과 스페이서 층의 건식 식각 공정을 통해 확보하였다. SiO2 스페이서에 비해 비교적 평평하고 수직으로 형성된 PI 스페이서의 측벽과 그 측벽에 증착된 비정질 IGZO 활성층의 효과는 전달특성을 보면 알 수 있다. SiO2 스페이서 소자의 전달특성에 비해 off 전류가 낮고 기울기도 더 가파른 것을 알 수 있다. PI 스페이서를 이용한 수직형 채널 박막트랜지스터는 약 103의 on/off 비, 7.1 cm2/Vs의 선형 모빌리티, 1.21 V/dec의 subthreshold swing의 전기적 특성을 보였다. 이번 연구를 통해 PI 스페이서와 ALD 법을 이용한 a-IGZO 활성층을 도입하여 제작한 수직형 채널 구조의 박막트랜지스터가 저전압 구동과 작은 풋프린트를 필요로 하는 미래형 유연∙투명 전자소자 시스템 어플리케이션에 후보군에 충분하리라 판단된다. |
