본문 바로가기 주메뉴 바로가기
22대 대한민국 국회 국회정보길라잡이 국회의원검색
회원가입 로그인
HOME

정보검색

소장정보 검색

국회도서관 홈으로 정보검색 소장정보 검색

결과 내 검색

동의어 포함

고급검색

인명/단체명

저자정보 상세정보
인명/단체명을 입력하세요.

키워드

  • 대표어

  • 외국어

-

목차보기

표제지

목차

국문요지 6

제1장 서론 11

1.1. 연구 배경 11

제2장 이론적 배경 16

2.1. 산화물 반도체 16

2.1.1. 산화물의 전자구조 16

2.1.2. 비정질 산화물 반도체의 전기적 특성 18

2.1.3. 비정질 산화물 반도체의 광학적 특성 23

2.2. 비정질 InGaZnO(a-IGZO) 산화물 반도체 24

2.3. 박막 트랜지스터 30

2.3.1. 박막트랜지스터의 개발 30

2.3.2. 박막트랜지스터의 구조 32

2.3.3. 박막트랜지스터의 동작 원리 35

2.3.4. 선형 영역에서의 동작 37

2.3.5. 포화 영역에서의 동작 39

2.3.6. TFT 동작 특성의 parameter 39

제3장 실험 방법 및 결과 43

3.1. a-IGZO TFT의 제작 43

3.2. Annealing 조건에 따른 a-IGZO TFT의 특성 47

3.2.1. Annealing환경에 따른 a-IGZO TFT의 특성변화 47

3.2.2. Annealing 온도에 따른 a-IGZO 박막의 특성 분석 50

3.2.3. Annealing 온도 및 전/후 열처리에 따른 a-IGZO TFT의 특성 비교 53

3.3. Annealing 조건에 따른 a-IGZO TFT의 신뢰성 57

3.3.1. 동작 온도에 의한 불안정성 57

3.3.2. 바이어스 전압에 의한 불안정성 59

제4장 결론 및 향후 과제 61

참고문헌 63

Abstract 66

표목차

표 1-1. 디스플레이에 적용되고 있는 반도체 물질의 특성 비교 14

표 2-1. 박막 트랜지스터의 특성과 그에 영향을 주는 요소 42

표 3-1. 열처리 환경에 따른 a-IGZO TFTs의 특성 비교 49

표 3-2. annealing 온도에 따른 a-IGZO 박막의 거칠기 51

그림목차

그림 1-1. 디스플레이의 트랜드 : 디스플레이의 응용분야와 차세대 디스플레이 11

그림 1-2. 50인치 TFT-LCD의 고해상도 구현을 위해 요구되는 필드효과 이동도 12

그림 2-1. 에너지 밴드 갭 형성의 구성도 17

그림 2-2. 에너지 상태밀도의 도식화 19

그림 2-3. 산소 공공(oxygen vacancy)에 의해 캐리어가 도핑되는 과정 20

그림 2-4. 결정질, 비정질 반도체의 캐리어 이동경로 22

그림 2-5. InGaZnO의 구조 25

그림 2-6. Indium, Gallium, Zinc 3원소의 화학적 조성에 따른 Hal이동도와 상변화에 미치는 영향 27

그림 2-7. a-IGZO와 a-IZO 증착 시 산소 분압의 영향 28

그림 2-8. 퍼콜레이션 전도 모델의 도식화 29

그림 2-9. 인버티드 스태거드 TFT 구조, type A and B 32

그림 2-10. 박막 트랜지스터의 Layer별 배치에 따른 구조 34

그림 2-11. a-Si:H 의 기본적인 동작 원리 36

그림 2-12. 박막 트랜지스터 채널 영역의 단면도 37

그림 3-1. bottom gate구조의 a-IGZO TFT의 제작과정 44

그림 3-2. Bottom Gate 구조로 제작된 a-IGZO TFT 46

그림 3-3. 서로 다른 환경(air, O₂, N₂)에서 열처리한 a-TFTs의 특성 그래프 48

그림 3-4. as-deposited기판과 200℃, 300℃, 400℃로 annealing한 a-IGZO 박막의 X-ray diffraction 결과 50

그림 3-5. a-IGZO 박막의 annealing 온도에 따른 Surface morphology 52

그림 3-6. annealing온도에 따른 a-IGZO TFT의 전달 특성 54

그림 3-7. 전/후 열처리 따른 a-IGZO TFT의 전달 특성 55

그림 3-8. 온도 200℃,300℃ 후열처리,300℃전/후 열처리한 TFT 소자의 동작온도에 따른 전달 특성 58

그림 3-9. 전/후 열처리를 달리한 a-IGZO TFT의 Bias voltage stress에 따른 전달특성 그래프와 문턱전압의 변화 60

초록보기

 최근 몇 년간 디스플레이는 눈부신 발전을 해왔지만 미래의 시장에서 요구하는 대형화, 고주파수, 고해상도 디스플레이를 구현하는 데 있어 현재의 비정질 실리콘은 낮은 이동도와 불투명한 특성으로 인해, LTPS의 경우 대면적화를 하기에는 부족한 균일성과 높은 공정온도 및 공정비용으로 인해 차세대 디스플레이를 구동할 TFT소자로는 한계에 부딪히고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 상대적으로 높은 전계효과 이동도를 갖고 양호한 균일성과 투명성을 지니고, 저온공정이 가능한 산화물 박막 트랜지스터가 그 대안으로써 각광을 받고 있다.

본 논문에서는 산화물 반도체 중 a-IGZO를 채널층으로 사용하여 박막 트랜지스터를 제작할 때 그 특성을 개선하기 위한 annealing 조건에 대해 살펴보았다. DC sputtering으로 증착된 IGZO박막의 열처리 온도에 따른 거칠기와 비정질상태에 대한 분석을 하였고, 열처리 환경과 열처리 온도 및 전/후 열처리에 따른 TFT의 특성에 대해 살펴보았다. 그리고 열처리 조건에 따라 동작온도 및 바이어스에 대한 불안정성에 대해 살펴보았다. 그 결과 air 환경에서 열처리를 진행한 소자에서 전계효과 이동도(μSAT) 5.76cm²/Vs, subthreshold swing 0.652V/decade과 ON/OFF 전류비 ~107 의 우수한 특성을 확인할 수 있었다. 또한 열처리 온도 400℃의 고온에서,전/후 열처리를 모두 진행한 경우 가장 큰 개선효과를 확인하였고, AFM과 XRD분석을 통해 검증을 하였다. 구동 온도와 스트레스 전압에 의한 a-IGZO TFT의 안정성을 실험한 결과 전/후 열처리를 모두 진행한 소자에서 불안정성이 개선됨을 확인 할 수 있었다.

결과적으로 air 환경에서 최소 300℃이상의 온도로 소스/드레인 전극을 올리기 전/후 열처리를 진행할 경우 가장 우수한 특성 및 안정성이 확보됨을 확인하였다. 하지만 열과 바이어스 스트레스 하에 장시간 구동되는 TFT의 특성 상 충분한 안정성의 확보가 가장 중요한 과제이며, 채널층 및 채널층/게이트절연막의 계면 특성의 개선, passivation 물질의 개선 등 다양한 방향에서의 연구가 필요하다.

추천서가 (다양한 추천 자료를 만나보세요)

권호기사보기

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 기사목차

권호

기사명 원문보기 기사목차
닫기