| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 가을 (11/07 ~ 11/09, 여수 디오션리조트) |
| 권호 | 24권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | High Mobility Thin Film Transistors via Metal Catalytic Crystallization and Low Temperature Sol-gel Processed High-K Gate Insulator of Amorphous Indium Gallium Oxide Semiconductors |
| 초록 | 최근 비정질 실리콘을 대체하고 있는 InGaZnO(IGZO) 산화물 반도체 기술의 경우 저온공정 및 기판의 확장성은 우수하나 이동도가 LTPS 대비 20% 미만에 불과하여 초고해상도 및 회로내장에 어려움이 있다. 위와 같은 문제들을 극복하기 위해 본 연구에서는 IGZO보다 상대적으로 낮은 온도에서 높은 이동도를 보이는 InGaO(IGO) 박막트랜지스터(TFTs)의 전기적 특성 연구를 진행하였다. 또한 결정화를 위해 Tantalum(Ta)을 촉매층을 적용한 금속반응법 및 용액공정 기반의 High-K Gate Insulator(G·I) 물질인 Lanthanum-Zircunium Oxide(LaZrOx)를 사용했다. 소자는 Bottom Gate 구조로 제작하였다. P++도핑된 Si 기판을 게이트로 사용하고 G·I층을 용액공정을 이용한 LaZrOx를 Spin coating 하여 증착했다. 이 때 UV와 열처리를 동시에 사용하여 저온(＜180℃)에서도 낮은 누설전류 특성을 확보 하였다. 그 위에 IGO 채널과 ITO 전극을 sputter로 증착 하고 채널층 위에 sputter로 Ta을 증착한 후에 180℃에서 산소열처리를 진행하였다. Control device 의 경우 25.3 cm2/Vs의 이동도와 0.2V의 문턱전압(Vth), S·S는 0.2 V/dec를 나타내었고 LaZrOx를 G·I로 적용하고 Ta를 촉매층으로 제작한 소자는 112 cm2/Vs의 이동도와 0.59 V의 문턱전압(Vth), S·S는 0.08 V/dec을 나타내었다. 또한, sol-gel 공정으로 제작된 게이트 절연층을 도입함으로써, 낮은 누설 전류를 얻었다. 이러한 전기적 특성이 향상된 원인은 금속 촉매 층이 채널에 전자를 공급하고 채널층의 금속과 산소의 결합을 끊고 재배열 에너지 장벽을 낮추게 됨으로써 저온에서의 결정화가 되었다고 판단하였다. [1]A.Y.Hwang and J.K.Jeong Appl.Phys.lett 108,152111 (2016) |
| 저자 | 이수언, 이시형, 정재경 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | <P>High Mobility; TFT; Metal Oxide; Crystallization; High-K; Sol-gel</P> |
