• 제목/요약/키워드: Poly-Si thin-film transistor

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측면 기판 단자를 갖는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 제작과 전기적 특성 분석 (Fabrication and electrical characteristic analysis of poly-Si TFT with lateral body)

  • 최형배;유준석;김천홍;한민구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.1462-1464
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    • 1998
  • Poly-Si TFT(Thin Film Transistor) is a electronic device that can be applied to the field of large area electronics such as AMLCD. We have fabricated the poly-Si TFT with lateral body terminal that is counter-doped body electrode and investigated the electrical characteristics of it. The lateral body terminal being short with s terminal, we have measured the transfer charac (Vg-ld) and the output characteristic (Vd-ld) fabricated devices. The measured result showe only that leakage current in OFF-state was re and Kink effect in ON-state was suppressed bu that in output characteristic curve the output Id was sustained constantly with the output v Vd in the saturation region.

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LDD구조를 갖는 n-채널 다결정 실리론 TFT소자에서 수소처리의 영향 (The Effects of Hydrogenation in n-channel Poly-si TFT with LDD Structure)

  • 장원수;조상운;정연식;이용재
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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    • pp.1105-1108
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    • 2003
  • In this paper, we have fabricated the hydrogenated n-channel polysilicon thin film transistor (TFT) with LDD structure and have analyzed the hot carrier degradation characteristics by electrical stress. We have compared the threshold voltage (Vth), sub-threshold slope (S), and trans-conductance (Gm) for devices with LDD (Lightly Doped Drain) structure and non-LDD at same active sizes. We have analyzed the hot carrier effects by the hydrogenation in devices. As a analyzed results, the threshold voltage, sub-threshold slope for n-channel poly-si TFT were increased, trans-conductance was decreased. The effects of hydrogenation in n-channel poly-si TFT with LDD structure were shown the lower variations of characteristics than devices of the non-LDD structure with nomal process.

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Buried Channel 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Buried Channel Polycrystalline Silicon Thin Film Transistor)

  • 박철민;강지훈;유준석;한민구
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권12호
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    • pp.53-58
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    • 1998
  • 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 이용한 회로의 성능 향상을 위하여 새로운 구조의 4-terminal buried channel poly-Si TFT(BCTFT)를 설계하고 제작하였다. BCTFT는 moderate 도핑이 된 buried channel을 이용하므로 기존의 다결정 실리콘 TFT보다 ON-전류와 전계 효과 이동도가 n-형과 p-형 소자 각각 5배와 10배 향상되었다. BCTFT는 moderate 도핑된 buried 채널과 counter 도핑된 body 사이의 junction 공핍에 의하여 캐리어의 이동이 억제 되므로 OFF-전류가 증가하지 않았다.

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다양한 공정 방법으로 제작된 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 단위 CMOS 회로의 특성 (Characteristics of Polycrystalline Silicon TFT Unitary CMOS Circuits Fabricated with Various Technology)

  • 유준석;박철민;전재홍;한민구
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제48권5호
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    • pp.339-343
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    • 1999
  • This paper reports the characteristics of poly-Si TFT unitary CMOS circuits fabricated with various techniques, in order to investigate the optimum process conditions. The active films were deposited by PECVD and LPCVD using $SiH_4\; and\; Si_2H_6$ as source gas, and annealed by SPC and ELA methods. The impurity doping of the oource and drain electrodes was performed by ion implantation and ion shower. In order to investigate the AC characteristics of the poly-Si TFTs processed with various methods, we have examined the current driving characteristics of the polt-Si TFT and the frequency characteristics of 23-stage CMOS ring oscillators. Ithas been observed that the circuits fabricated using $Si_2H_6$ with low-temperature process of ELA exhibit high switching speed and current driving performances, thus suitable for real application of large area electronics.

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박막트랜지스터의 방사선 내구성 평가 (Radiation Resistance Evaluation of Thin Film Transistors)

  • 전승익;이봉구
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.625-631
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    • 2023
  • 24시간/7일 동안 높은 관전압 하에서 높은 프레임 속도로 검사 대상체의 불량을 검사하는 산업용 동영상 엑스레이 디텍터의 중요한 요구사양은 높은 방사선 내구성을 확보하는 것이다. 본 연구는 비정질 실리콘 (a-Si), 다결정 실리콘 (Poly-Si), In-Ga-Zn-O 산화물 (IGZO) 등의 반도체 층을 갖는 다양한 박막트랜지스터를 제작하여 각각의 방사선 내구성을 확인하였다. a-Si TFT 대비 수십 배 높은 전계효과 이동도로 고속 동영상 구현이 가능한 IGZO TFT의 경우, IGZO 반도체 층과 층간절연막 사이에 수소화 처리를 진행할 경우 산업용 요구사양인 10,000 Gy 누선선량까지 엑스레이 영상센서로 적용 가능한 수준 이상으로 전기적 특성의 변화가 없음을 확인하였다. 따라서 수소화한 IGZO TFT는 방사선 내구성을 확보함과 동시에 높은 전계효과 이동도로 동영상 디텍터의 영상센서에 적용 가능한 유일한 소자임을 확인하였다.

TFT응용을 위한 TEOS/$O_2$를 이용한 APCVD 방법의 $SiO_2$ 박막증착 ([ $SiO_2$ ] Film deposited by APCVD using TEOS/$O_2$ for TFT application)

  • 김준식;황성현;이준신
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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    • pp.295-296
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    • 2005
  • Poly-Silicon Thin Film Transistor 응용을 위한 $SiO_2$ 박막 성장에 관한 연구로서 기존의 ICP-CVD를 이용한 실험에서 $SiH_4$ 가스대신 유기 사일렌 반응물질인 TEOS(TetraethylOrthosilicate) Source를 이용하여 APCVD 법으로 성장시켰다. $SiO_2$ 박막은 반도체 및 디스플레이 분야에서 필드산화막, 보호막, 게이트 절연막 등으로 사용되며, 이러한 산화막 증착을 TEOS를 이용하였고, 빠른 증착과 더 좋은 특성을 갖는 박막 형성을 위하여 $O_2$ 반응가스를 이용하였고, Ellipsometor, XPS 등을 이용하여 계면 특성 분석을 하였다.

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금속기판에서 재결정화된 규소 박막 트랜지스터 (Recrystallized poly-Si TFTs on metal substrate)

  • 이준신
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제9권1호
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    • pp.30-37
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    • 1996
  • Previously, crystallization of a-Si:H films on glass substrates were limited to anneal temperature below 600.deg. C, over 10 hours to avoid glass shrinkage. Our study indicates that the crystallization is strongly influenced by anneal temperature and weakly affected by anneal duration time. Because of the high temperature process and nonconducting substrate requirements for poly-Si TFTs, the employed substrates were limited to quartz, sapphire, and oxidized Si wafer. We report on poly-Si TFT's using high temperature anneal on a Si:H/Mo structures. The metal Mo substrate was stable enough to allow 1000.deg. C anneal. A novel TFT fabrication was achieved by using part of the Mo substrate as drain and source ohmic contact electrode. The as-grown a-Si:H TFT was compared to anneal treated poly-Si TFT'S. Defect induced trap states of TFT's were examined using the thermally stimulated current (TSC) method. In some case, the poly-Si grain boundaries were passivated by hydrogen. A-SI:H and poly-Si TFT characteristics were investigated using an inverted staggered type TFT. The poly -Si films were achieved by various anneal techniques; isothermal, RTA, and excimer laser anneal. The TFT on as grown a-Si:H exhibited a low field effect mobility, transconductance, and high gate threshold voltage. Some films were annealed at temperatures from 200 to >$1000^{\circ}C$ The TFT on poly-Si showed an improved $I_on$$I_off$ ratio of $10_6$, reduced gate threshold voltage, and increased field effect mobility by three orders. Inverter operation was examined to verify logic circuit application using the poly Si TFTs.

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GeTe Thin Film의 상 변화가 저항과 Carrier Concentration에 미치는 영향

  • 이강준;나희도;김종기;정진환;최두진;손현철
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.292-292
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    • 2011
  • TFT (Thin Film Transistor)에서 공정을 단순화 시키고, 가격을 하락시키기 위해서는 Poly-Si을 대체할 물질이 필요하다. 이 연구에서는 Chalcogenide Material의 하나인 GeTe 박막을 이용하여 TFT Channel으로 사용 가능한 물질인지 알아보기 위하여 Post-Annealing을 한 뒤, 상 변화에 따른 박막의 저항 변화, Carrier Concentration (cm-3)과 Mobility (cm2V-1s-1)의 변화를 알아보았다. Sputtering을 이용하여 증착한 GeTe 100 nm Thin Film 위에 Sputtering을 이용하여 SiO2 5 nm를 Capping Layer로 증착한 후, Post-Annealing을 200$^{\circ}C$, 300$^{\circ}C$, 400$^{\circ}C$, 500$^{\circ}C$로 온도를 변화 시키며 진행하였고, 이로 인하여 GeTe Thin Film에 외부의 영향을 최소화 하였다. 먼저 GeTe Thin Film의 Sheet Resistance를 측정한 결과는 300$^{\circ}C$ 까지 낮은 Sheet Resistance의 거동을 보이며 반면, 400$^{\circ}C$ 이상이 되면 높은 Sheet Resistance의 거동을 보인다. Hall Measurement를 통해, Carrier Concentration과 Mobility를 알아보았다. Carrier Concentration은 온도가 증가하면 1E+19에서 1E+21 까지 증가하며, Mobility는 감소하는 경향을 보인다. 500$^{\circ}C$ Post-Annealed GeTe Thin Film에서는 Resistivity가 상당히 높아 4 Point Probe (Range : 1 mohm/sq~2 Mohm/sq)로 측정이 불가능하다. XRD로 GeTe Thin Film을 분석한 결과 as-grown, 200$^{\circ}C$, 300$^{\circ}C$에서는 Cubic의 결정 구조를 보이며, Sheet Resistance가 급격히 증가한 400$^{\circ}C$, 500$^{\circ}C$에서는 Rhombohedral의 결정구조를 보인다. GeTe Thin Film은 400$^{\circ}C$ 이상의 Post-Annealing 온도에서 cubic 구조에서 Rhombohedral 구조로 상 변화가 일어난다. 위 결과를 통해, 결정 구조의 변화가 GeTe Thin Film의 저항, Carrier Concentration과 Mobility에 밀접한 영향이 미치는 것을 확인하였다.

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금속유도 결정화를 이용한 저온 다결정 실리콘 TFT 특성에 관한 연구 (A Study on the Electrical Characteristics of Low Temperature Polycrystalline Thin Film Transistor(TFT) using Silicide Mediated Crystallization(SMC))

  • 김강석;남영민;손송호;정영균;주상민;박원규;김동환
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.129-129
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    • 2003
  • 최근에 능동 영역 액정 표시 소자(Active Matrix Liquid Crystal Display, AMLCD)에서 고해상도와 빠른 응답속도를 요구하게 되면서부터 다결정 실리콘(poly-Si) 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 쓰이게 되었다. 그리고 일반적으로 디스플레이의 기판을 상대적으로 저가의 유리를 사용하기 때문에 저온 공정이 필수적이다. 따라서 새로운 저온 결정화 방법과 부가적으로 최근 디스플레이 개발 동향 중 하나인 대화면에 적용 가능한 공정인 금속유도 결정화 (Silicide Mediated Crystallization, SMC)가 연구되고 있다. 이 소자는 top-gated coplanar구조로 설계되었다. (그림 1)(100) 실리콘 웨이퍼위에 3000$\AA$의 열산화막을 올리고, LPCVD로 55$0^{\circ}C$에서 비정질 실리콘(a-Si:H) 박막을 550$\AA$ 증착 시켰다. 그리고 시편은 SMC 방법으로 결정화 시켜 TEM(Transmission Electron Microscopy)으로 SMC 다결정 실리콘을 분석하였다. 그 위에 TFT의 게이트 산화막을 열산화막 만큼 우수한 TEOS(Tetraethoxysilane)소스로 사용하여 실리콘 산화막을 1000$\AA$ 형성하였고 게이트는 3000$\AA$ 두께로 몰리브덴을 스퍼터링을 통하여 형성하였다. 이 다결정 실리콘은 3$\times$10^15 cm^-2의 보론(B)을 도핑시켰다. 채널, 소스, 드래인을 정의하기 위해 플라즈마 식각이 이루어 졌으며, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막으로 passivation하고, 알루미늄으로 전극을 형성하였다 그리고 마지막에 TFT의 출력특성과 전이특성을 측정함으로써 threshold voltage, the subthreshold slope 와 the field effect mobility를 계산하였다.

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P3HT를 이용한 유기 박막 트랜지스터에 관한 연구 (Investigation on the P3HT-based Organic Thin Film Transistors)

  • 김영훈;박성규;한정인;문대규;김원근;이찬재
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자 분야
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    • pp.45-48
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    • 2002
  • Poly(3-hexylthiophene) or P3HT based organic thin film transistor (OTFT) array was fabricated on flexible poly carbonate substrates and the electrical characteristics were investigated. As the gate dielectric, a dual layer structure of polyimide-$SiO_2$ was used to improve the roughness of $SiO_2$ surface and further enhancing the device performance and also source-drain electrodes were $O_2$ plasma treated for improvement of the electrical properties, such as drain current and field effect mobility. For the active layer, polymer semiconductor, P3HT layer was printed by contact-printing and spin-coating method. The electrical properties of OTFT devices printed by both methods were evaluated for the comparison. Based on the experiments, P3HT-based OTFT array with field effect mobility of 0.02~0.025 $cm^{2}/V{\cdot}s$ and current modulation (or $I_{on}/I_{off}$ ratio) of $10^{3}\sim10^{4}$ was fabricated.

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