• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.287.1-287.1
• /
• 2014

본 연구에서는 현재 디스플레이에서 가장 널리 이용되는 저온 polycrystalline silicon (poly-Si)의 결정화 방법에 따른 thin-film transistor (TFT)의 전기적 특성을 분석하였다. 분석에 이용된 결정화 방식은 Excimer Laser Annealing (ELA)와 Metal Induced Crystallization (MIC)이다. ELA와 MIC TFTs의 전기적 특성 측정을 통한 분석결과 ELA와 MIC poly-Si TFTs의 전기적 특성 [field-effect mobility (${\mu}_{FE}$), on/off current ratio ($I_{ON}/I_{OFF}$), sub-threshold swing (SS)]은 큰 차이는 없지만, ELA를 이용한 poly-Si TFT의 전기적 특성이 조금 우수하다. 하지만, MIC poly-Si TFT의 경우 threshold voltage ($V_{TH}$)가 0V에 보다 가까울 뿐만 아니라, 전기적 스트레스를 통한 신뢰성 확인 시 ELA poly-Si TFT보다 조금 더 안정적이다. 이는 ELA의 경우 좁은 면에 선형 레이저 빔으로 조사하면서 생기는 hill-lock의 영향으로 표면이 거칠고 균일하지 못하여 바이어스 인가시 생기는 문제이다. 또한 MIC는 금속 촉매를 이용해 결정립 경계를 확장하고 결정 크기를 키워 대면적화에 유리하다. Thermal Stress에서는 (from 293K to 373K) TFT에 점차 높은 온도를 가하자 MIC poly-Si TFT의 경우 off 상태에서 누설 전류 값이 증가하며 열에 민감한 반응을 보이는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.135-135
• /
• 2009

In this work we compared the electrical characteristic of single gate and dual gate in MIC-TFT. We fabricated p-channel TFTs based on MIC structure. In mobility, dual gate ($61.35cm^2/Vsec$) got a higher value than single gate ($55.96cm^2/Vsec$). In $I_{on}/I_{off}$ dual gate ($6.94{\times}10^6$) got a higher value than single gate ($1.72{\times}10^6$) too. In $I_{off}$, dual gate got a lower value than single gate. Therefore, dual gate is good and less power consumption than single gate.

• Information Display
• /
• v.4 no.2
• /
• pp.3-6
• /
• 2003

This paper describes a MacMic System developed for Flat Panel Display. The MacMic System usually is used for testing of Mother Glass of TFT and Color Filter. They are normally consisted of microscopy system, illumination system and panel stage system.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.264.1-264.1
• /
• 2014

현재 디스플레이에서 가장 널리 이용되는 ELA poly-Si TFT의 표면 거칠기 등으로 인한 대면적 문제를 해결하고자 연구 중인 MIC 방식의 ULG poly-Si TFT를 이용한 게이트-바이어스 스트레스에 따른 전기적 특성을 비교하고자 한다. Positive gate bias의 경우 20V의 게이트 전압과 -0.1V의 드레인 전압에서 10,000초 동안 비교 측정하였으며, 이때 ${\Delta}VTH$는 ELA poly-Si TFT가 143.6 mV, ULG poly-Si TFT가 28.8 mV였다. 또한 negative gate bias의 경우 -20 V의 게이트 전압과 -0.1 V의 드레인 전압에서 10,000초 동안 비교 측정하였으며, 이때 ${\Delta}VTH$는 ELA poly-Si TFT가 154.4 mV, ULG poly-Si TFT가 70.8 mV였다. 이는 게이트 절연막과 채널층 사이의 계면에서 높은 표면 거칠기로 인한 전계의 차이에 의해 더 많은 전하의 트랩에 기인한 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2009.08a
• /
• pp.293-293
• /
• 2009

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.244-244
• /
• 2010

최근 활발히 연구되고 있는 AMOLED는 평판 디스플레이 분야를 이끌어 갈 차세대 선두 주자로 크게 주목 받고 있다. AMOLED는 전압 구동 방식인 AMLCD와 다르게 전류 구동 방식으로 a-Si TFT 보다 LTPS-TFT 사용이 요구되며, 대면적 기판으로 갈수록 결정립의 균일도가 매우 중요한 인자로 작용한다. 현재 양산이 가능한 AMOLED는 핸드폰이나 15인치 TV정도로 크기가 소형이며 대형 TV나 컴퓨터 모니터 등을 양산하기 위해 많은 방법이 시도되고 있다. 양산체제에서 사용되는 결정화 방법으로는 ELC가 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 그러나 레이저를 사용하는 ELC 방법은 대면적으로 갈수록 레이저 빔 자체의 불균일성, shot to shot 불균일성, 레이저빔 중첩의 부정확도 등으로 인한 균일도의 부정확성이 커짐으로 인한 mura 현상이 나타나고 레이저 장비의 사용에 대한 비용 부담을 피할 수 없다. 따라서 non-laser 방식에 결정화 방법이 요구되나 SPC 경우는 상대적으로 고온에서 장시간이 걸리고, MIC 뿐만 아니라 MIC 응용 방법들은 금속 오염에 대한 문제가 발생하고 있는 실정이다. 이러한 문제로 인하여 결정립 크기의 균일도가 우수한 다결정 실리콘 박막을 제조하는 신기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다. 본 연구에서는 비정질 실리콘 박막 상부 혹은 하부에 도전층을 개재하고, 상기 도전층에 전계를 인가하여 그것의 주울 가열에 의해 발생한 고열로 비정질 실리콘 박막을 급속 고온 고상 결정화하는 방법에 관한 기술인 JIC (Joule-heating Induced Crystallization) 결정화 공정을 개발하였다. 본 공정은 상온에서 수 micro-second 내에 결정화를 수행하는 것이 가능하며 도전층과 실리콘 박막 사이에 barrier층 삽입를 통하여 금속 오염을 막을 수 있으며 공정적인 측면에서도 별도의 chamber가 필요하지 않는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 JIC 결정화 공정 조건에 따른 결정화 기구 및 JIC poly-Si의 미세구조 및 물리적 특성에 관한 논의가 이루어질 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.429-429
• /
• 2010

TFT 제조 방법 중 LTPS (Low Temperature Polycrystalline Silicon)는 저온과 저비용 등의 이점으로 인하여 flat panel display 제작에 널리 사용된다. 이동도와 전류 점멸비 등에서 이점을 가지는 ELA(Excimer Laser Annealing)가 널리 사용되고 있지만, 이 방법은 uniformity 등의 문제점을 가지고 있다. 이를 극복하기 위한 방법으로 MICC(Metal Induced Capping Crystallization)이 사용되고 있다. 이 방법은 $SiN_x$, $SiO_2$, SiON등의 capping layer를 diffusion barrier로 위치시키고, Ni 등의 금속을 capping layer에 도핑 한 뒤, 다시 한번 열처리를 통하여 a-Si에 Ni을 확산시키킨다. a-Si 층에 도달한 Ni들이 seed로 작용하여 Grain size가 매우 큰 film을 제작할 수 있다. 채널의 grain size가 클 경우 grain boundary에 의한 캐리어 scattering을 줄일 수 있기 때문에 MIC 방법을 사용하였음에도 ELA에 버금가는 소자의 성능과 안정성을 얻을 수있었다. 본 연구에서는 large grain TFT의 Gate bias stress에 따른 소자의 안정성 측정 및 분석에 목표를 두었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.151-151
• /
• 2010

In this paper, the electrically properties of nonvolatile memory (NVM) using multi-stacks gate insulators of oxide-nitride-oxynitride (ONOn) and active layer of the low temperature polycrystalline silicon (LTPS) were investigated. From hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H), the LTPS thin films with high crystalline fraction of 96% and low surface's roughness of 1.28 nm were fabricated by the metal induced crystallization (MIC) with annealing conditions of $650^{\circ}C$ for 5 hours on glass substrates. The LTPS thin film transistor (TFT) or the NVM obtains a field effect mobility of ($\mu_{FE}$) $10\;cm^2/V{\cdot}s$, threshold voltage ($V_{TH}$) of -3.5V. The results demonstrated that the NVM has a memory window of 1.6 V with a programming and erasing (P/E) voltage of -14 V and 14 V in 1 ms. Moreover, retention properties of the memory was determined exceed 80% after 10 years. Therefore, the LTPS fabricated by the MIC became a potential material for NVM application which employed for the system integration of the panel display.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.313-313
• /
• 2013

For high-performance TFT (Thin film transistor), poly-crystalline semiconductor thin film with low resistivity and high hall carrier mobility is necessary. But, conventional SPC (Solid phase crystallization) process has disadvantages in fabrication such as long annealing time in high temperature or using very expensive Excimer laser. On the contrary, MIC (Metal-induced crystallization) process enables semiconductor thin film crystallization at lower temperature in short annealing time. But, it has been known that the poly-crystalline semiconductor thin film fabricated by MIC methods, has low hall mobility due to the residual metals after crystallization process. In this study, Ni metal was shallow implanted using PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition) technique instead of depositing Ni layer to reduce the Ni contamination after annealing. In addition, the effect of external magnetic field during annealing was studied to enhance the amorphous silicon thin film crystallization process. Various thin film analytical techniques such as XRD (X-Ray Diffraction), Raman spectroscopy, and XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), Hall mobility measurement system were used to investigate the structure and composition of silicon thin film samples.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.144-144
• /
• 2012

최근 폴리머를 기판으로 하는 고속 Flexible TFT (Thin film transistor)나 고효율의 박막 태양전지(Thin film solar cell)를 실현시키기 위해 낮은 비저항(resistivity)을 가지며, 높은 홀 속도(carrier hall mobility)와 긴 이동거리를 가지는 다결정 반도체 박막(poly-crystalline semiconductor thin film)을 만들고자 하고 있다. 지금까지 다결정 박막 반도체를 만들기 위해서는 비교적 높은 온도에서 장시간의 열처리가 필요했으며, 이는 폴리머 기판의 문제점을 야기시킬 뿐 아니라 공정시간이 길다는 단점이 있었다. 이에 반도체 박막의 재결정화 온도를 낮추어 주는 metal (Al, Ni, Co, Cu, Ag, Pd, etc.)을 이용하여 결정화시키는 방법(MIC)이 많이 연구되어지고 있지만, 이 또한 재결정화가 이루어진 반도체 박막 안에 잔류 금속(residual metal)이 존재하게 되어 비저항을 높이고, 홀 속도와 이동거리를 감소시키는 단점이 있다. 이에 본 실험은, 종래의 MIC 결정화 방법에서 이용되어진 금속 증착막을 이용하는 대신, HIPIMS (High power impulse magnetron sputtering)와 PIII&D (Plasma immersion ion implantation and deposition) 공정을 복합시킨 방법으로 적은 양의 알루미늄을 이온주입함으로써 재결정화 온도를 낮추었을 뿐 아니라, 잔류하는 금속의 양도 매우 적은 다결정 반도체 박막을 만들 수 있었다. 분석 장비로는 박막의 결정화도를 측정하기 위해 GIXRD (Glazing incident x-ray diffraction analysis)와 Raman 분광분석법을 사용하였고, 잔류하는 금속의 양과 화학적 결합 상태를 알아보기 위해 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 통한 분석을 하였다. 또한, 표면 상태와 막의 성장 상태를 확인하기 위하여 HRTEM(High resolution transmission electron microscopy)를 통하여 관찰하였다.