• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2015.08a
• /
• pp.184.1-184.1
• /
• 2015

RF magnetron sputtering법을 이용하여 IGZO박막을 RF power 100W로 일정하게 유지시켜, 열처리 변화에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성 분석을 연구하였다. IGZO 타겟은 $In_2$ $O_3$, $Ga_2$ $O_3$, ZnO 분말을 각각 1:1:2 mol% 조성비로 혼합하여 소결한 타겟을 사용하였고, $20mm{\times}20mm$ XG glass 기판위에 IGZO박막을 증착하였다. sputtering의 조건은 base pressure $2.0{\times}$10^-6Torr, working pressure $2.0{\times}$10^-2Torr, RF power 100 W, 증착온도는 실온으로 고정, 증착된 박막은 Annealing장비로 $500^{\circ}C$, $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 열처리를 하였다. XRD 분석 결과 열처리 $700^{\circ}C$부터 2theta=31.4도에서 peak intensity가 증가하며 결정화가 진행되는 것을 확인하였다. AFM분석 결과 열처리 $700^{\circ}C$에서 최소 0.31 Roughness를 갖는 것을 확인하였고, Hall 측정 결과 열처리 $700^{\circ}C$에서 carrier concentration $4.91{\times}$10^19cm^-3, Mobility 14.4cm^2/V-s, Resistivity $8.7{\times}$10^-5${\Omega}-cm$로 확인하였으며, UV-Visible-NIR을 이용하여 열처리 한 모든 IGZO박막은 가시광선 영역에서 평균 85%이상의 광 투과성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.252-252
• /
• 2011

최근 주목받고 있는 amorphous gallium-indium-zinc-oxide (a-GIZO) thin film transistors (TFTs)는 수소가 첨가된 비정질 실리콘 TFT에 비해 높은 이동도와 뛰어난 전기적, 광학적 특성에 의해 큰 주목을 받고 있다. 또한 넓은 밴드갭을 가지므로 가시광 영역에서 투명한 특성을 보이고, 플라스틱 기판 위에서 구부러지는 성질에 의해 플랫 패널 디스플레이나 능동 유기 발광소자 (AM-OLED), 투명 디스플레이에 응용되고 있다. 뿐만 아니라, 일반적인 Poly-Si TFT는 자체적으로 가지는 결정성에 의해 대면적화 시 균일성이 좋지 못하지만 GIZO는 비정질상 이기 때문에 백플레인의 대면적화에 유리하다는 장점이 있다. 이러한 TFT를 제작하기 전, 전기적 특성에 대한 정보를 얻거나 예측하는 것이 중요한데, 이에 따라 고안된 구조가 바로 metal point contact FET (pseudo FET)이다. pseudo FET은 소스/드레인 전극을 따로 증착할 필요 없이 채널을 증착한 후, 프로브 탐침을 채널의 표면에 적당한 압력으로 접촉시켜 전하를 공급하는 소스와 드레인처럼 동작시킬 수 있다. 따라서 소스/드레인을 증착하거나 lithography와 같은 추가적인 공정을 요구하지 않아 소자의 특성을 보다 간단하고 수월하게 분석할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 p-type 기판위에 100nm의 oxidation SiO2를 게이트 절연막으로 사용하는 a-GIZO pseudo FET를 제작하였다. 소자 제작 후, 열처리 온도에 따른 전기적 특성을 분석하였고, 열처리 조건은 30분간 N2 분위기에서 실시하였다. 열처리 후 전기적 특성 분성 결과, 450oC에서 가장 낮은 subthreshold swing 값과 게이트 전압의 더블 스윕 후 문턱 전압의 변화가 거의 없음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.234-234
• /
• 2011

IGZO 투명 전도 박막은 TFT-LCD에 사용되는 투명 전도성 산화물 박막으로서 다양한 광전자 소자의 투명 전극으로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 RF magnetron sputtering법으로 corning 1737 유리기판 위에 RF 파워의 변화에 따라 증착한 IGZO박막의 광학적 전기적 특성 변화를 연구하였다. 박막 증착 조건은 초기 압력 $2.0{\times}10^{-6}$ Torr, 증착 압력 $2.0{\times}10^{-2}$ Torr, 반응가스 Ar 50 sccm, 증착 온도는 실온으로 고정하였으며, 공정변수로 RF 파워를 25 w, 50 w, 75 w, 100 w로 변화시키며, IGZO 타겟은 $In_2O_3$, $Ga_2O_3$, ZnO 분말을 각각 1 : 1 : 2 mol% 조성비로 혼합하여 소결한 타겟을 사용하였다. 표면분석(AFM)결과 RF 파워가 증가함에 따라 거칠기가 증가하였으며, XRD 분석결과 Bragg's 법칙을 만족하는 피크가 나타나지 않는 비정질 구조임을 확인할 수 있었다. 가시광 영역에서 (450 nm~700 nm) 25 w일 때 85% 이상을 확인하였고, RF 파워가 증가할수록 밴드갭이 감소하는 것을 확인하였다. RF 파워가 100 w인 경우 carrier 밀도는 $7.0{\times}10^{19}\;cm^{-3}$, Mobility 13.4 $cm^2$/V-s, Resistivity $6.0{\times}10^{-3}\;{\Omega}-cm$로 투명전도막의 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.08a
• /
• pp.182.2-182.2
• /
• 2013

최근 산화아연이나 산화주석을 기반으로 한 산화물 박막 트랜지스터의 연구가 활발히 진행중이다. 2004년 Hosono 그룹에서 비정질 InGaZnO (IGZO) 박막을 이용한 TFT소자 제작을 보고하고 우수한 특성을 확인 후 산화물 TFT 소자기술에 대한 전 세계적인 연구개발의 발판이 마련되었다. 그러나 다성분계 화합물로 이루어진 산화물 반도체의 경우 복잡한 성분 조합과 조절이 어렵고, 장비의 제약으로 상용화에 어려움을 겪고 있다. 산화아연의 경우 증착시 쉽게 결정화가 이루어져 대면적 균일성을 확보하기 어렵고, 결정립계에 의한 이동도 저하, DC 신뢰성 저하의 문제가 발생한다. 이에 비해 산화주석의 경우 증착공정에 따라 비정질상과 결정립상을 조절할 수 있다. 하지만, 현재까지 발표된 산화주석 기반의 박막 트랜지스터는 내부 캐리어의 조절이 상대적으로 어려운 단점이 보고되었다. 본 연구에서는 산화 주석기반의 박막 트랜지스터를 제작하고 이에 Zr이온을 도핑하여 소자 특성을 개선시키고 동작모드를 조절하는 연구를 진행하였다. Bottom gate 형식의 ZrSnO TFT를 제작하였고 전이 특성을 살펴본 결과 Zr의 함량이 늘어날수록 이동도는 감소하는 경향이 나타났다. 또한 Zr의 미량 함량에도 불구하고 산소결핍에 의한 캐리어 생성을 억제하여, 소자 특성을 공정조건에 따라 조절할 수 있는 가능성을 확인 했다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• v.15 no.2
• /
• pp.249-254
• /
• 2015

Solution-derived amorphous indium-gallium-zinc oxide (a-IGZO) thin-film-transistor (TFTs) were developed using a microwave irradiation treatment at low process temperature below $300^{\circ}C$. Compared to conventional furnace-annealing, the a-IGZO TFTs annealed by microwave irradiation exhibited better electrical characteristics in terms of field effect mobility, SS, and on/off current ratio, although the annealing temperature of microwave irradiation is much lower than that of furnace annealing. The microwave irradiated TFTs showed a smaller $V_{th}$ shift under the positive gate bias stress (PGBS) and negative gate bias stress (NGBS) tests owing to a lower ratio of oxygen vacancies, surface absorbed oxygen molecules, and reduced interface trapping in a-IGZO. Therefore, microwave irradiation is very promising to low-temperature process.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• v.17 no.3
• /
• pp.143-145
• /
• 2016

In order to find suitable source and drain (S/D) electrodes for amorphous InGaZnO thin film transistors (a-IGZO TFTs), the specific contact resistance of interface between the channel layers and various S/D electrodes, such as Ti/Au, a-IZO and multilayer of a-IGZO/Ag/a-IGZO, was investigated using the transmission line model. The a-IGZO TFTs with a-IGZO/Ag/a-IGZO of S/D electrodes had good performance and low contact resistance due to the homo-junction with channel layer. The stability was measured with different electrodes by a positive bias stress test. The result shows the a-IGZO TFTs with a-IGZO/Ag/a-IGZO electrodes were more stable than other devices.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.137-137
• /
• 2009

Indium Gallium Zinc Oxide (IGZO) thin films for TFT channel were prepared by using a Facing Target Sputtering (FTS) system. To investigate the effect of oxygen on the optical and the electrical properties of amorphous InGaZnO(a-IGZO), we prepared thin films by FTS system in various oxygen atmospheres at room temperature. As-deposited IZTO thin films were investigated by using a UV/VIS spectrometer, an X-ray diffractometer, a Hall Effect measurement system, and an atomic force microscope. The quantitative analysis of the films was carried out by using the energy dispersive X-ray (EDX) technique for the as-deposited film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2015.08a
• /
• pp.178.2-178.2
• /
• 2015

In and Ga doped ZnO (IGZO) films were deposited on 5 nm thick Cu film buffered Polycarbonate (PC) substrates with RF magnetron sputtering and then the effect of Cu buffer layer on the optical and electrical properties of the films was investigated. While IGZO single layer films show the electrical resistivity of $1.2{\times}10-1{\Omega}cm$, IGZO/Cu bi-layered films show a lower resistivity of $1.6{\times}10-3{\Omega}cm$. Although the optical transmittance of the films in a visible wave length range is deteriorated by Cu buffer layer, IGZO films with 5 nm thick Cu buffer layer show the higher figure of merit of $2.6{\times}10-4{\Omega}-1$ than that of the IGZO single layer films due to the enhanced opto-electrical performance of the IGZO/Cu bi-layered films.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
• /
• v.66 no.4
• /
• pp.721-726
• /
• 2017

We fabricated stretchable thin-film transistors(TFTs) on a polydimethylsiloxane substrate with patterned polyimide island structures by using an amorphous InGaZnO semiconductor and parylene gate insulator. The TFTs exhibited a field- effect mobility of $5cm^2V^{-1}s^{-1}$ and a current on/off ratio of $10^5$ at a relatively low operating voltage. Furthermore, the fabricated transistors showed no noticeable changes in their electrical performance for large strains of up to 50 %.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• v.17 no.4
• /
• pp.235-237
• /
• 2016

Oxide/metal/oxide (OMO) thin films were fabricated using amorphous indium-gallium-zinc-oxide (a-IGZO) and an Ag metal layer on a glass substrate at room temperature. The optical and electrical properties of the a-IGZO/Ag/a-IGZO samples changed systemically depending on the thickness of the Ag layer. The transmittance in the visible range tends to decrease as the Ag thickness increases while the resistivity, carrier concentration, and Hall mobility tend to improve. The a-IGZO/Ag (13 nm)/a-IGZO thin film with the optimum Ag thickness showed an average transmittance (T_av) of 71.7%, resistivity of 6.63 × 10⁻⁵ Ω·cm and Hall mobility of 15.22 cm²V⁻¹s⁻¹.