• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.16 no.4
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• pp.59-62
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• 2017

In this paper, atmospheric pressure plasma treatment was proposed for high performance indium gallium zinc oxide thin film transistor (IGZO TFT). RF Ar plasma treatment is performed at room temperature under atmospheric pressure as a simple and cost effective channel surface treatment method. The experimental results show that field effect mobility can be enhanced by $2.51cm^2/V{\cdot}s$ from $1.69cm^2/V{\cdot}s$ to $4.20cm^2/V{\cdot}s$ compared with a conventional device without plasma treatment. From X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, the increase of oxygen vacancies and decrease of metal-oxide bonding are observed, which suggests that the suggested atmospheric Ar plasma treatment is a cost-effective useful process method to control the IGZO TFT performance.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.28 no.2
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• pp.133-138
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• 2019

The a-InGaZnO (a-IGZO) thin film transistor (TFT) has the advantages of larger mobility than that of amorphous silicon TFTs, acceptable reliability and uniformity over a large area, and low process cost. A capacitive-type touch sensor was studied with an a-IGZO TFT that can be used on the front side of a display due to its transparency. A capacitive sensor detects changes of capacitance between the surface of the finger and the sensor electrode. The capacitance varies according to the distance between the sensor plate and the touching or non-touching of the sensing electrode. A capacitive touch sensor using only one a-IGZO TFT was developed with the reduction of two bus lines, which made it easy to reduce the pixel pitch. The proposed sensor circuit maintained the amplification performance, which was investigated for various drive conditions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.180-180
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• 2015

Solution processed Resistive random access memory (ReRAM)은 간단한 공정 과정, 고집적도, 저렴한 가격, 대면적화 플라즈마 데미지 최소화 등의 장점으로 차세대 비휘발성 메모리로 써 많은 관심을 받고 있으며, 주로 high-k 물질인 HfOx, TiOx, ZnO 가 이용 된다. IGZO와 ZTO와 같은 산화물 반도체는 높은 이동도, 대면적화, 넓은 밴드갭으로 인하여 투명한 장점으로 LCDs (Liquid crystal displays)에 이용 가능하며, 최근에는 IGZO와 ZTO에서 Resistive Switching (RS) 특성을 확인한 논문이 보고되면서 IGZO와 ZTO를 ReRAM의 switching medium와 TFT의 active material로써 동시에 활용하는 것에 많은 관심을 받고 있다. 이와 같은 산화물 반도체는 flat panel display 회로에 TFT와 ReRAM의 active layer로써 집적가능 하며 systems-on-panels (SOP)에 적용 가능하다. 하지만 IGZO 보다는 ZTO가 In과 Ga을 포함하지 않기 때문에 저렴하다. 그러므로 IGZO를 대신하는 물질로 ZTO가 각광 받고 있다. 본 실험에서는 ZTO film에 Al을 doping하여 메모리 특성을 평가하였다. 실험 방법으로는 p-type Si에 습식산화를 통하여 SiO2를 300 nm 성장시킨 기판을 사용하였다. 그리고 Electron beam evaporator를 이용하여 Ti를 10 nm, Pt를 100 nm 증착 한다. 용액은 Zn와 Tin의 비율을 1:1로 고정한 후 Al의 비율을 0, 0.1, 0.2의 비율로 용액을 각각 제작하였다. 이 용액을 이용하여 Pt 위에 spin coating방법을 이용하여 1000 rpm 10초, 6000 rpm 30초의 조건으로 AZTO (Al-ZnO-Tin-Oxide) 박막을 증착한 뒤, solvent 및 불순물 제거를 위하여 $250^{\circ}C$의 온도로 30분 동안 열처리를 진행하였다. 이후 Electron beam evaporator를 이용하여 top electrode인 Ti를 100 nm 증착하였다. 제작된 메모리의 전기적 특성은 HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 측정하였다. 측정 결과, AZTO (0:1:1, 0.1:1:1, 0.2:1:1)를 이용하여 제작한 ReRAM에서 RS특성을 얻었으며 104 s이상의 신뢰성 있는 data retention특성을 확인하였다. 그리고 Al의 비율이 증가할수록 on/off ratio가 증가하고 endurance 특성이 향상되는 것을 확인하였다. 결론적으로 Al을 doping함으로써 ZTO film의 메모리 특성을 향상 시켰으며 AZTO film을 메모리와 트랜지스터의 active layer로써 활용 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.25 no.7
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• pp.521-524
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• 2012

We report on variations of electrical properties with different active layer thickness and post-annealing temperature in amorphous In-Ga-Zn-O (IGZO) thin-film transistors (TFTs). In particular, subthreshold swing (SS) of the IGZO-TFTs was improved as increasing the active layer thickness at an given post-annealing temperature, accompanying the negative shift in turn-off voltage. However, as increasing post-annealing temperature, only turn-off voltage was shifted negatively with almost constant SS value. The effect of the active layer thickness and post-annealing temperature on electrical properties, such as SS, field effect mobility and turn-off voltage in IGZO-TFTs has been explained in terms of the variation of trap density in IGZO channel layer and at gate dielectric/IGZO interface.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.47 no.4
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• pp.181-185
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• 2014

We investigated the structural, electrical and optical characteristics of IGZO thin films deposited by a room-temperature RF reactive magnetron sputtering. The thin films deposited were annealed for 2 hours at various temperatures of 300, 400, 500 and $600^{\circ}C$ and analyzed by using X-ray diffractometer, transmission electron microscopy, atomic force microscope and Hall effects measurement system. The films annealed at $600^{\circ}C$ were found to be crystallized and their surface roughness was decreased from 0.73 nm to 0.67 nm. According to XPS measurements, concentration of oxygen vacancies were decreased at $600^{\circ}C$. Optical band gap were increased to 3.31eV. The carrier concentration and Hall mobility were sharply increased at 600oC. Our results indicate that the IGZO films deposited at a room temperature can show better thin film properties through a heat treatment.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.27 no.4
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• pp.175-179
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• 2014

IGZO thin films were prepared by radio frequency (RF) magnetron sputtering on glass substrates and then annealed in vacuum for 30 minutes at 100, 200 and $300^{\circ}C$, respectively. The thickness of films kept at 100 nm by controlling the deposition rate. While the optical transmittance and sheet resistance of as deposited films were 91.9% and $901{\Omega}/{\Box}$, respectively, the films annealed at $300^{\circ}C$ show the optical transmittance of 95.4% and the sheet resistance of $383{\Omega}/{\Box}$. The experimental results indicate that vacuum-annealed IGZO film at $300^{\circ}C$ is an attractive candidate for the transparent thin film transistor (TTFT) in large area electronic applications.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.364-364
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• 2012

평판 디스플레이 분야에 투명 비정질 산화물 반도체는 박막 트렌지스터(Thin film transistor; TFT)소자의 채널층으로 사용할 수 있다. 투명 비정질 산화물 반도체 IGZO (In-Ga-Zn-O)는 다른 비정질 재료에 비해 높은 전하 이동도를 가지기 때문에 우수한 성능의 TFT소자를 제작할 수 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 25 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 : 2mol% 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 (450~700 nm) 25 w일 때 85% 이상을 확인하였고, RF 파워가 증가할수록 밴드갭이 감소하는 것을 확인하였다. RF 파워가 100 w인 경우 carrier 밀도는 $7.7{\times}10^{19}cm^{-3}$, Mobility $8.42cm^2V-s$, Resistivity $9.45{\times}10^{-3}{\Omega}-cm$로 투명 전도막의 특성을 보였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.29 no.2
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• pp.120-124
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• 2016

In this study, we fabricate transparent and bendable a-IGZO (amorphous indium gallium zinc oxide) TFTs (thin-film transistors) with a-IZO (amorphous indium zinc oxide) transparent electrodes on plastic substrates and investigate their electrical characteristics under bending states. Our a-IGZO TFTs show a high transmittance of 82% at a wavelength of 550 nm. And these TFTs have an $I_{on}/I_{off}$ ratio of $1.8{\times}10^8$, a field effect mobility of $15.4cm^2/V{\cdot}s$, and a subthreshold swing of 186 mV/dec. The good electrical characteristics are retained even after bending with a curvature radius of 18 mm corresponding to a strain of 0.5% owing to mechanical durability of the transparent electrodes used in this study.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.43.1-43.1
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• 2011

Hydrogenated amorphous Si (a-Si:H), low temperature poly Si (LTPS) 등 기존 thin film transistors (TFTs)에 사용되던 채널 물질을 대체할 재료로써 다양한 연구가 진행되고 있는 amorphous indium-gallium-zinc-oxide (a-IGZO)는 TFT에 적용하였을 때 뛰어난 전기적 특성과 재연성을 나타낼 뿐만 아니라 넓은 밴드갭을 가져 투명소자로도 응용이 가능하다. 본 연구에서는 a-IGZO의 열처리에 따른 소자의 전기적 특성과 조성 분포의 관계를 확인하기 위해 다음과 같이 실험을 진행하였다. Si/SiO2 기판 위에 DC sputter를 이용하여 IGZO를 증착하고 $350^{\circ}C$에서 열처리를 한 후 evaporator로 Al 전극을 형성시켰다. 이 때 전기적 특성의 변화를 비교하기 위해 열처리 한 샘플과 열처리 하지 않은 샘플에 대해 I-V 특성을 측정하였고, 채널 내부의 조성 분포 변화를 transmission electron microscopy (TEM)의 energy dispersive spectrometer (EDS)를 이용하여 관찰하였다. 그 결과 열처리 된 a-IGZO 채널 층의 산소 비율이 감소하였으며 전체적인 조성이 고르게 분포 되었고 전기적 특성은 향상되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.254-255
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• 2014

RF magnetron sputtering법으로 증착한 비정질 IGZO 박막과 이를 Active layer로 이용한 TFT의 Transfer 특성에 대한 RF Power의 영향에 대해 연구하였다. Carrier concentration은 Sputtering 공정 중에 산소 분압으로 조절하였다. RF Power가 75에서 150W로 증가할수록 IGZO 박막의 Roughness는 12.2에서 $6.5{\AA}$ 감소하였고 Density는 6.0에서 $6.1g/cm^3$로 증가하였다. 또한, 모든 IGZO 박막은 가시광 영역에서 85% 이상의 투과율을 보였고 Optical band gap은 미세하게 감소하였다. RF Power가 증가할수록 a-IGZO TFT의 Threshold voltage는 0.9에서 7V로 증가하였고, Subthreshold slope은 0.3에서 0.8 V/decade로 증가하였다. 하지만 Mobility는 11에서 $19cm^2/V{\cdot}s$로 증가하였다.