| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2019년 가을 (10/30 ~ 11/01, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 25권 2호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | Fabrication of Top Gate IGTO Thin-Film Transistors with PEALD High-k Dielectrics at a Low Temperature |
| 초록 | 유연(stretching or bending)한 디스플레이 제작을 위해서는 플라스틱(PET) 혹은 폴리이미드(PI)와 같은 유연한 기판위에 박막 트랜지스터(TFT)를 제작해야 되는데, 그러기 위해서는 저온(200℃ 이하)에서의 공정이 필수적이다. 또한 모바일 산업에 적용을 위해서는 구동전압 영역의 축소도 필요하다. 그러나 최근 산화물 반도체(Oxide semiconductor)나 절연체(Insulator) 증착 및 전기적 특성을 얻기 위해서는 400℃이상의 공정 온도가 필요하다. 그래서 저온(200℃ 이하) 공정에서도 높은 이동도와 신뢰성을 갖는 산화물 반도체와 구동전압 영역을 축소하기 위해서는 기존 PECVD(화학증착법) 제작 SiO2를 대신할 High-k(고유전율) 절연막 연구가 필수적이다. In-Ga-Sn-O(IGTO) 산화물 반도체는 기존 IGZO 반도체 대비 저온에서도 높은 이동도와 신뢰성을 갖는다. Zn대신 Sn이 들어가면서 Sn4+와 In3+의 s-orbital 중첩에 의해 percolation conduction mechanism에 전자 pathway가 생기면서 고이동도를 구현할 수 있다. 또한 Ga은 산소와의 강한 결합력으로 인해 반도체의 신뢰성 확보에 기여를 한다. 또한 High-k 절연막은 SiO2대비 동일 두께에서 높은 전하축전량을 얻을 수 있어서 구동전압 더 낮출 수 있는 장점을 갖고있다. High-k 유전율 증착 시 thermal energy를 대체할 목적으로 plasma oxygen을 반응물로 이용한다면, 저온에서도 증착이 가능할 뿐 아니라 전지적 특성도 얻을 수 있는 장점을 갖고있다. 본 연구에서는, PVD(물리증착법)를 이용하여 sputtered IGTO 산화물 반도체와 PEALD(플라즈마 원자증착법)를 이용한 High-k 절연막을 이용하여 저온에서 박막 트랜지스터(TFT)를 제작하여 전기적 특성을 확인하였다. 기존 산화물 반도체기반에 비해 IGTO/High-k 절연막 기반 박막 트랜지스터(TFT)에서 높은 이동도와 좁은 구동전압 영역에 대한 전기적 특성을 확인할 수 있었다. |
| 저자 | 최철희, 정재경 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | Indium; galium; tin; high-k dielectric; PEALD; low temperature |
