| 초록 |
본 연구에서는 Indium-free 및 gallium-free 기반의 산화물 TFT를 제작하기 위해 n-type TiO2 반도체 기반의 thin film transistor (Mo/TiO2-x/SiO2/p++Si)를 oxygen deficient black TiO2-x 타겟을 이용하여 DC magnetron sputtering 공법으로 제작하고 그 특성을 분석하였다. DC magnetron sputtering 공법으로 성막된 TiO2-x semiconductor의 전기적, 광학적, 화학적 결합 에너지 및 구조적 특성 분석을 위해 semiconductor parameter analyzer (Aglient 4156-C), UV/Vis spectrometer, X-ray Photoelectron Spectroscopy, Transmission Electron Microscopy를 각각 이용하여 분석하였으며 이를 RTA 전/후 특성 비교를 통하여 관찰하였다. TiO2-x TFT의 소자 특성은 RTA 열처리 전/후 전형적인 insulator 특성에서 semiconductor 특성으로 변화되는 것을 관찰할 수 있었으며, 최적화된 열처리 공정에서 filed effect mobility 0.69 cm2/Vs, on to off current ratio 2.04 ×107, sub-threshold swing 2.45 V/decade와 Vth 10.45 V를 확보할 수 있었다. 또한 RTA 열처리 후 밴드갭이 3.25에서 3.41로 확장되는 특성을 나타내었다. 특히 RTA 열처리 후 stoichiometric TiO2 상태와는 다른 Ti2+, Ti3+, Ti4+등의 다양한 oxidation states가 관찰되었으며 이러한 oxidation states를 TiO2-x 박막에서의 oxygen deficient 상태와 연관시킴으로써 oxygen vacancy의 n-type dopant로의 거동을 확인하였다. TiO2 채널 기반의 TFT 특성을 통하여서 indium free 또는 gallium free 산화물 채널로써의 가능성을 확인하였다. |
