Improved Performance and Suppressed Short-Channel Effects of Polycrystalline Silicon Thin Film Transistors with Electron Cyclotron Resonance $N_2$O-Plasma Gate Oxide

Electron Cyclotron Resonance $N_2$O-플라즈마 게이트 산화막을 사용한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 성능 향상 및 단채널 효과 억제

Improved performance and suppressed short-channel effects of polysilicon thin film transistors (poly-Si TFTs) with very thin electron cyclotron resonance (ECR) $N_2$O-plasma gate oxide have been investigated. Poly-Si TFTs with ECR $N_2$O-plasma oxide ($N_2$O-TFTs) show better performance as well as suppressed short-channel effects than those with conventional thermal oxide. The fabricated $N_2$O-TFTs do not show threshold voltage reduction until the gate length is reduced to 3 ${\mu}{\textrm}{m}$ for n-channel and 1 ${\mu}{\textrm}{m}$ for p-channel, respectively. The improvements are due to the smooth interface, passivation effects, and strong Si ≡ N bonds.

본 논문에서는 electron cyclotron resonance (ECR) N₂O-플라즈마 산화막을 게이트 산화막으로 사용한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 (TFT)의 성능과 단채널 특성에 대하여 연구하였다. ECR NE₂O-플라즈마 게이트 산화막을 사용한 소자는 열산화막을 이용한 경우에 비해 우수한 성능과 억제된 단채널 효과를 나타낸다. 얇은 ECR N2O-플라즈마 산화막을 사용하여 n채널 TFT의 경우 3 ㎛, p채널 TFT의 경우 1㎛ 게이트 길이까지 문턱 전압 감소가 없는 소자를 얻었다. 이러한 특성 향상은 부드러운 계면, passivation 효과, 그리고 계면과 박막 내부에 존재하는 강한 Si ≡ N 결합 등에 기인한다.