표제지

목차

국문 요지 10

제1장 서론 12

제2장 이론적 배경 14

2.1. 선택소자 14

2.1.1. 선택소자의 필요성 14

2.1.2. 선택소자의 조건 16

2.1.3. 선택소자의 종류 16

2.2. 비정질 산화물 반도체 25

2.2.1. a-IGZO의 전자 구조 27

2.2.2. a-IGZO 물질 내 산소 및 산소 공공 29

2.3. 분석 장비 31

2.3.1. Atomic Force Microscopy (AFM) 분석 원리 31

2.3.2. Photoluminescence (PL) 분석 원리 33

2.3.3. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) 분석 원리 35

제3장 실험방법 38

3.1. 시편 제작 38

3.1.1. a-IGZO/SiO₂ 선택소자 제작 38

3.1.2. 분석 시편 제작 42

3.2. 전기적 특성 평가 43

3.3. 분석 방법 44

3.3.1. AFM 분석 44

3.3.2. PL 분석 44

3.3.3. XPS 분석 45

제4장 결과 및 고찰 46

4.1. a-IGZO 증착 시 산소 분압에 따른 전기적 특성 평가 46

4.2. 산소 분압에 따른 전기적 특성 변화 원인 분석 51

4.2.1. AFM 분석을 활용한 a-IGZO 박막의 표면 거칠기 변화 51

4.2.2. PL 분석을 활용한 a-IGZO 박막의 결함 변화 53

4.2.3. XPS 분석을 활용한 a-IGZO 박막의 산소 공공 농도 변화 55

4.3. a-IGZO 증착 시 증착 파워에 따른 전기적 특성 평가 58

4.4. 증착 파워에 따른 전기적 특성 변화 원인 분석 61

4.4.1. AFM 분석을 활용한 a-IGZO 박막의 표면 거칠기 변화 61

4.4.2. XPS 분석을 활용한 a-IGZO 박막의 산소 공공 농도 변화 63

제5장 결론 65

참고문헌 67

ABSTRACT 72

Table 4-1. Electrical properties of a-IGZO/SiO₂ selector varying Ar:O₂... 50

Table 4-2. Electrical properties of a-IGZO/SiO₂ selector varying RF... 60

Fig. 2-1. (a) Generalized cross bar memory structure whose one bit cell... 15

Fig. 2-2. Energy band diagrams for an isolated n-type and p-type... 18

Fig. 2-3. Formation of Schottky barrier from metal and semiconductor (a)... 20

Fig. 2-4. I-V characteristic of an OTS. 22

Fig. 2-5. I-V characteristics of MIEC selector. 24

Fig. 2-6. Structures of (a) crystalline IGZO and (b) amorphous IGZO 26

Fig. 2-7. Schematic electronic structures of (a) silicon and (b) ionic... 28

Fig. 2-8. Local coordination structures of some oxygen deficiencies 30

Fig. 2-9. Principle of atomic force spectroscopy measured in photodiode... 32

Fig. 2-10. Principle of photoluminescence spectroscopy. 34

Fig. 2-11. Principle of X-ray photoelectron spectroscopy by which... 37

Fig. 3-1. The schematic of a-IGZO/SiO₂ selector. 41

Fig. 4-1. The electrical characteristics of a-IGZO/SiO₂ selector... 48

Fig. 4-2. The comparison of the SS and Von in the a-IGZO/SiO₂ selector... 49

Fig. 4-3. The AFM images of a-IGZO thin film deposition at different... 52

Fig. 4-4. RT PL spectra of a-IGZO thin film deposited with different... 54

Fig. 4-5. XPS O1s chemical state of a-IGZO thin film deposited at the... 56

Fig. 4-6. Schematic of movement of negatively charged oxygen by... 57

Fig. 4-7. The electrical characteristics of a-IGZO/SiO₂ selector... 59

Fig. 4-8. The AFM images of a-IGZO thin film deposition at different RF... 62

Fig. 4-9. XPS O1s chemical state of a-IGZO thin film deposited at the RF... 64