• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.126-126
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• 2018

최근 차세대 디스플레이인 flexible 하고 transparent 한 디스플레이 개발이 진행 중 이며, 이러한 디스플레이가 개발 되기 위해 백 플레인으로 사용되는 Thin Film Transistor (TFT) 또한 차세대 디스플레이 못지 않게 연구가 진행 되고 있다. 기존의 무기물을 기반으로 하고 Rigid한 TFT는 현재 많은 곳에 적용이 되어 사람들이 사용 하고 있다. 하지만 이미 시장은 포화상태이며 차세대 디스플레이 컨셉인 flexible 하고 투명한 것과 맞지 않는다. 그래서 유연하며 투명한 특성을 가진 TFT에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있으며 많은 성과를 이루었다. 이러한 소자를 이용하여 훗날 Electronic-skin(e-skin)이라 부르는 전자 피부를 활용하여 실시간 모니터링 할 수 있는 헬스 케어 분야 등에 활용 가치 또한 높다. 현재 유연하며 투명한 기판 및 물질 개발에 많은 연구 개발이 진행 되고 있다. 하지만 유연한 기판을 사용하여 TFT를 제작한 후 stress나 bending에 대한 내구성과 안정성, 신뢰성 등이 무기물을 기반으로 한 TFT에 비해 좋지 않은 실정이다. 따라서 유연하며 투명한 기판을 사용한 TFT에 대한 안정성, 신뢰성 등을 확보하여야 한다. 본 연구 에서는 유연한 기판을 사용하여 TFT를 제작 한 후, TFT특성과 안정성을 확보하는 것을 목표로 실험을 진행하였다. 우리는 Mo전극과 Parylene 기판을 사용하여 유연한 TFT소자를 탑 게이트 구조로 제작 하였고 Rigid한 Glass기판 위에 Floating Process를 진행하기 위해 PVA층을 코팅 후 그 위에 Parylene을 CVD로 증착 하고 IGZO를 Sputter를 사용해 증착했다. Parylene은 DI Water 70도에서 Floating 공정을 통해 Rigid 기판에서 탈착 시켰다. 유연한 기판 위에 TFT를 제작 후 bending에 대한 특성 변화 및 안정성에 대한 측정을 실시하였다. Bending에 대한 특성 변화는 우수한 결과가 나왔지만 안정성 측정 중 Negative Bias Stress(NBS) 상에서 비정상적인 On Current Drop 현상이 발생 되었다. Parylene과 Channel층 사이 interface roughness로 인해 charge trap이 되고 이로 인해 On Current Drop 이라는 현상으로 나타났다. 그래서 우리는 Parylene 기판과 Channel 층간의 surface roughness를 개선하기 위한 방법으로 UV Treatment를 사용하였고 시간을 다르게 하여 surface 개선을 진행했다. Treatment 시간을 증가 시킴에 따라 Surface roughness가 많이 좋아 졌으며, Surface를 개선하고자 비정상적인 On Current Drop 현상이 없어졌으며 위 실험으로 Polymer의 surface roughness에 따라 TFT에 대한 안정성에 대한 신뢰성이 확보 될 수 있는 것을 확인 하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.33 no.1
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• pp.56-61
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• 2024

The quality of the display can be managed by effectively managing the temperature generated by the panel during use. Conventional display panels rely on an external reference resistor for temperature monitoring. However, this approach is easily affected by external factors such as temperature variations from the driving circuit and chips. These variations reduce reliability, causing complicated mounting owing to the external chip, and cannot monitor the individual pixel temperatures. However, this issue can be simply and efficiently addressed by integrating temperature sensors during the display panel manufacturing process. In this study, we fabricated and analyzed a temperature sensor integrated into an a-IGZO (amorphous indium-gallium-zinc-oxide) TFT array that was to precisely monitor temperature and prevent the deterioration of OLED display pixels. The temperature sensor was positioned on top of the oxide TFT. Simultaneously, it worked as a light shield layer, contributing to the reliability of the oxide. The characteristics of the array with integrated temperature sensors were measured and analyzed while adjusting the temperature in real-time. By integrating a temperature sensor into the TFT array, monitoring the temperature of the display became easier and more accurate. This study could contribute to managing the lifetime of the display.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.67 no.6
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• pp.799-803
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• 2018

We demonstrated memory thin-film transistors (MTFTs) with organic ferroelectric polymer poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) and an amorphous oxide semiconducting indium gallium zinc oxide channel on the elastomeric substrate. The dielectric constant for the P(VDF-TrFE) thin film prepared on the elastomeric substrate was calculated to be 10 at a high frequency of 1 MHz. The voltage-dependent capacitance variations showed typical butterfly-shaped hysteresis behaviors owing to the polarization reversal in the film. The carrier mobility and memory on/off ratio of the MTFTs showed $15cm^2V^{-1}s^{-1}$ and $10^6$, respectively. This result indicates that the P(VDF-TrFE) film prepared on the elastomeric substrate exhibits ferroelectric natures. The fabricated MTFTs exhibited sufficiently encouraging device characteristics even on the elastomeric substrate to realize mechanically stretchable nonvolatile memory devices.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.33 no.4
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• pp.286-290
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• 2020

The formation of inorganic thin films in low-temperature solution processes is necessary for a wide range of commercial applications of organic electronic devices. Aluminum oxide thin films can be utilized as barrier films that prevent the deterioration of an electronic device due to moisture and oxygen in the air. In addition, they can be used as the gate insulating layers of a thin film transistor. In this study, aluminum oxide thin film were formed using two methods simultaneously, a thermal process and the DUV process, and the properties of the thin films were compared. The result of converting aluminum nitrate hydrate to aluminum oxide through a hybrid process using a thermal treatment and DUV was confirmed by XPS measurements. A film-based a-IGZO TFT was fabricated using the formed inorganic thin film as a gate insulating film to confirm its properties.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.1203-1207
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• 2008

For a large sized, ultra definition (UD) and high refresh rate for motion blur free AMLCD TVs, amorphous IGZO thin film transistor (TFT) are applied and investigated in terms of threshold voltage ($V_{th}$) shift influenced by active layer thickness uniformity, source drain etching technology, heat treatment and passivation condition. Optimizing above parameters, we fabricated the world's largest 15 inch XGA AMLCD successfully.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.231.2-231.2
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• 2014

훌륭한 전기적 특성을 갖는 ZnO 기반의 산화물 반도체 박막트랜지스터(TFT)는 AMOLEDs에 적용될 수 있다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고 산화물 반도체 TFT소자에 전압이 인가되었을 때 문턱 전압이 이동하게 되는 안정성 문제를 갖는다. 따라서 이를 해결하기 위한 연구가 널리 진행 되고 있다. 본 연구소에서는 고압 분위기 열처리를 통해 안정성의 원인으로 작용할 수 있는 산소공공(Oxygen vacancy)을 감소시키는 연구를 진행하였다. 산화물 반도체 TFT소자의 안정성을 향상시키는 대표적인 분위기 열처리로는 산소 고압 열처리(HPA)가 있으며, 또한 H2O 기체를 사용한 열처리를 통해 TFT소자의 안정성을 높일 수 있다는 연구 결과가 보고된 바 있다. 본 연구에서는 IGZO TFT소자에 H2O보다 더 큰 반응성을 갖는 산화제인 H2O2 기체를 사용한 HPA를 통해 positive bias stress(PBS) 및 negative bias illumination stress(NBIS) 조건에서 안정성이 향상됨을 확인하였고 이를 H2O 기체를 사용한 경우와 비교하였다. 그 결과 H2O2 기체를 산화제로 사용할 때 기존 H2O 기체에 비해 효과적인 PBS 및 NBIS 신뢰성 개선을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.27 no.6
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• pp.345-349
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• 2017

The effects of electron beam(EB) irradiation on the electrical and optical properties of InGaZnO(IGZO) thin films fabricated using a sol-gel process were investigated. As the EB dose increased, the electrical characteristic of the IGZO TFTs changed from semiconductor to conductor, and the threshold voltage values shifted to the negative direction. X-ray photoelectron spectroscopy analysis of the O 1s core level showed that the relative area of oxygen vacancies increased from 14.68 to 19.08 % as the EB dose increased from 0 to $1.5{\times}10^{16}electrons/cm^2$. In addition, spectroscopic ellipsometer analysis showed that the optical band gap varied from 3.39 to 3.46 eV with increasing EB dose. From the result of band alignment, it was confirmed that the Fermi level($E_F$) of the sample irradiated with $1.5{\times}10^{16}electrons/cm^2$ was located at the closest position to the conduction band minimum(CBM) due to the increase of electron carrier concentration.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.04b
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• pp.63-64
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• 2009

The TFTs have been fabricated with 3 different geometry SID electrodes which have the same channel W/L ratio (W/L = 5) due to constant channel resistance, The 3 samples have different channel widths (350, 150, and $25\;{\mu}m$) and channel lengths (70, 30, and $5\;{\mu}m$) by fixed channel W/L ratio simultaneously on one chip for reliable comparisons. Resultant on-current and field effect mobility are proportional to the channel width, while the subthreshold swing is inversely proportional to the channel width mainly due to the change of contact resistance. These results show that the contact resistance strongly affects the device performances and should be considered in the applications.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.465-465
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• 2013

Inorganic 물질인 SiO2 dielectric 위에 organic dielectric PVP (4-vinyphenol)를 spin coating으로 올려, inorganic/organic dielectric 형태의 double layer구조로 High-performance amorphous indiumgallium zinc oxide thin-film transistors (IGZO TFT)를 제작하여 보았다. SiO2 dielectric을 buffer layer로 80 nm, PVP는 10Wt% 400 nm로 구성하였으며, 200 nm single SiO2 dielectric과 동일한 수준의 leakage current 특성을 MIM Capacitor 구조를 통해서 확인할 수 있었다. 이 소자의 장점은 용액공정의 도입으로 공정 시간의 단축 및 원가 절감을 이룰 수 있으며, dielectric과 channel 사이의 균일한 interface의 형성으로 interface trap 개선 및 Yield 향상의 장점을 갖는다. 우리는 실험을 통해서 SiO2 buffer layer가 수직 electric field에 의한 leakage current을 제어하고, PVP dielectric은 interface를 개선하는 것을 확인하였다. Vth의 negative shift 및 slope의 향상으로 구동전압이 줄어들고, 균일한 I-V Curve 형성을 통해서 Process Yield의 향상을 확인하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.22 no.9
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• pp.747-750
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• 2009

The TFTs have been fabricated with 3 different geometry SID electrodes which have the same channel W/L ratio (W/L = 5) due to constant channel resistance, The 3 samples have different channel widths (350, 150, and 25 ${\mu}m$) and channel lengths (70, 30, and 5 ${\mu}m$) by fixed channel W/L ratio simultaneously on one chip for reliable comparisons. Resultant on-current and field effect mobility are proportional to the channel width, while the subthreshold swing is inversely proportional to the channel width mainly due to the change of contact resistance. These results show that the contact resistance strongly affects the device performances and should be considered in the applications.