• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1884-1886
• /
• 2005

KrF 펄스 레이저 증착법(pulsed laser deposition: PLD)으로 ZnO 박막을 증착하여 평판 디스플레이 소자 구동용 박막 트랜지스터(thin film transistor) 소자를 제작하였다. 전도성이 높은 실리콘웨이퍼(c-Si, 하부전극) 기판 위에 LPCVD 법으로 silicon nitride 박막을 절연막으로 형성하고, 다양한 공정 조건에서 펄스 레이저 증착법으로 제작한 ZnO 박막을 증착하여 채널층으로 하였으며, Al 박막을 증착하고 패터닝하여 소스 및 드레인 전극으로 하였다. ZnO 박막의 증착 시에 기판 온도를 다양하게 조절하고 산소 분압을 변화시켜 ZnO 박막의 특성을 조절하였다. 제작된 박막의 표면특성은 AFM(atomic force microscopy)로 분석하고, 결정특성은 XRD(X-ray diffraction)로 조사하였다. ZnO 박막의 전기적 특성은 Hall-van der Pauw 법으로 측정하였고, 광학 투과도(optical transparency)를 UV-visible photometer로 조사하였다. ZnO-TFT 소자는 $10^6$ 수준의 on-off ratio와 $2.4{\sim}6.1cm^2/V{\cdot}s$의 전계효과이동도(field effect mobility)를 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.221-221
• /
• 2013

Striving to replace the well known silicon nanocrystals embedded in oxides with solution-processable charge-trapping materials has been debated because of large scale and cost effective demands. Herein, a silicon quantum dot-polystyrene nanocomposite (SiQD-PS NC) was synthesized by postfunctionalization of hydrogen-terminated silicon quantum dots (H-SiQDs) with styrene using a thermally induced surface-initiated polymerization approach. The NC contains two miscible components: PS and SiQD@PS, which respectively are polystyrene and polystyrene chains-capped SiQDs. Spin-coated films of the nanocomposite on various substrate were thermally annealed at different temperatures and subsequently used to construct metal-insulator-semiconductor (MIS) devices and thin film field effect transistors (TFTs) having a structure p-$S^{++}$/$SiO_2$/NC/pentacene/Au source-drain. C-V curves obtained from the MIS devices exhibit a well-defined counterclockwise hysteresis with negative fat band shifts, which was stable over a wide range of curing temperature ($50{\sim}250^{\circ}C$. The positive charge trapping capability of the NC originates from the spherical potential well structure of the SiQD@PS component while the strong chemical bonding between SiQDs and polystyrene chains accounts for the thermal stability of the charge trapping property. The transfer curve of the transistor was controllably shifted to the negative direction by chaining applied gate voltage. Thereby, this newly synthesized and solution processable SiQD-PS nanocomposite is applicable as charge trapping materials for TFT based memory devices.

• 한국재료학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.46-51
• /
• 2004

The annealing of a Cu(4.5at.% Mg)/$SiO_2$/Si structure in ambient $O_2$, at 10 mTorr, and $300-500^{\circ}C$, allows for the outdiffusion of the Mg to the Cu surface, forming a thin MgO (15 nm) layer on the surface. The surface MgO layer was patterned, and successfully served as a hard mask, for the subsequent dry etching of the underlying Mg-depleted Cu films using an $O_2$ plasma and hexafluoroacetylacetone [H(hfac)] chemistry. The resultant MgO/Cu structure, with a taper slope of about $30^{\circ}C$ shows the feasibility of the dry etching of Cu(Mg) alloy films using a surface MgO mask scheme. A dry-etched Cu(4.5at.% Mg) gate a-Si:H TFT has a field effect mobility of 0.86 $\textrm{cm}^2$/Vs, a subthreshold swing of 1.08 V/dec, and a threshold voltage of 5.7 V. A novel process for the dry etching of Cu(Mg) alloy films, which eliminates the use of a hard mask, such as Ti, and results in a reduction in the process steps is reported for the first time in this work.

• 한국재료학회지
• /
• 제13권12호
• /
• pp.769-774
• /
• 2003

In this paper, we report on the DC characteristics of the AlGaN/GaN HFETs using physical models on piezoelectric and thermal effects. Employing the models was found to be essential for a realistic prediction of the DC current-voltage characteristics of the AlGaN/GaN HFETs. Though use of the implementation of the physical models, peak drain current, transconductance, pinch-off voltage, and most importantly, the negative slope in the current were accurately predicted. The importance of the heat sink effect was demonstrated by the comparison of the DC characteristics of AlGaN/GaN HFETs fabricated from different substrates including sapphire, Si and SiC. Highest peak current was achieved from the device with SiC by an effective suppression of heat sink effect.

• Advances in nano research
• /
• 제10권1호
• /
• pp.91-99
• /
• 2021

Silicene is an emerging two-dimensional (2D) semiconductor material which has been envisaged to be compatible with conventional silicon technology. This paper presents a theoretical study of uniformly doped silicene with aluminium (AlSi3) Field-Effect Transistor (FET) along with the benchmark of device performance metrics with other 2D materials. The simulations are carried out by employing nearest neighbour tight-binding approach and top-of-the-barrier ballistic nanotransistor model. Further investigations on the effects of the operating temperature and oxide thickness to the device performance metrics of AlSi3 FET are also discussed. The simulation results demonstrate that the proposed AlSi3 FET can achieve on-to-off current ratio up to the order of seven and subthreshold swing of 67.6 mV/dec within the ballistic performance limit at room temperature. The simulation results of AlSi3 FET are benchmarked with FETs based on other competitive 2D materials such as silicene, graphene, phosphorene and molybdenum disulphide.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.55.2-55
• /
• 1998

다견정 심리판-거l르마늄(JXlly-SiGe)은 TFT(thin-film transistor)와 갇븐 소자 응용에 있어서 중요한 불칠이다 .. LPCVD (low pressure chemical vapor deposition) 방법으로 비정칠 SiGc (a-SiGe) 박막올 증 착시키고 고상결정화(SPC: solid-phase crystallization)시켜 poly-SiGc옹 얻는 것은 잘 알려져 있다. 그러 나 그러나 PF'||'&'||'pound;VD-SPC 방법올 이용한 poly-SiGc의 제조에 대해서는 아직 두드러지게 연구된 바 없다. 우리단 PF'||'&'||'pound;VD 방법으로 a-SiGc 박막올 증착시키고 고상캘정화시켜 poly-SiGc올 얻었 R며, :~ 결정성, G Gc 농도, 결정핍의 평끌 크기 눔올 XRD (x-ray diffraction) 방법으호 조사하였다. 특히 pr'||'&'||'pound;VD 증착시 가판온도,Gc 함유량 등이 고상화에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. P PECVD 장치는 터보펌프콸 사용하여 71저진공이 2xlOlongleftarrow5 Torr에 이르렀다. 가판윤 SiOOO) 웨이퍼륜 사용하고 기판 온도는 약 150- 35()"C 사이에서 변화되었다. 증착가스는 SiH4, GcH4, 112 등흘 썼다. 증착 압력과 r.f 전력용 각각 O.25ToIT와 3W로 일정하게 하였다 .. Gc 함유량(x)은 x x=O.O-O.5 사이에서 변화되었다 .. PECVD모 증착된 SiGc 박막들은 고상결정화를 위해 $\theta$X)"(:: Nz 분위기에서 24시간동안, 혹은 5OO'C에서 4열간 가열되었다. 고상결정화 후 poly-SiGc 박막은 SiGc(Ill), (220), (311) XRD 피크들올 보여주었으며, 각 피 크들은 poly-Si에 비하여 왼쪽으로 Bragg 각이 이동되었고, Vegard’slaw에 의해서 x의 값올 확 인할 수 있었다. 이것온 RBS 결과와 열치하였다. 약 150-350'C 사이에서 변화된 기판온도의 범위 에서 증착온도가 낮올수콕 견정립의 크기는 대체로 증가하는 것으로 나타났다 .. XHD로 추정된 형 균 결정립의 크기는 최대 약 3$\alpha$1m 정도였다. 또한 같끈 샘플뜰에 대해서 기판온도가 낮올수록 증착속도가 증가함옴 확인하였다 .. Gc 함유량이 x=O.1에서 x=O.5로 증가함에 따라서도 결정립의 크기와 SiGc 증착속도는 증가하는 것으로 나타났다 .. Hwang [1] , Kim[2] 둥의 연구자들은 Gc 함유 량이 증가함에 따라 결정 립 크기가 캄소하는 것올 보고하였으냐, Tsai [3] 둥은 반대의 결과플 보 고하고 Ge 힘유량의 증가시 결정립 크기의 증가에 대해 Gc의 Si보다 낮은 융점 (melting point) 올 강조한 바 있다. 결정립 크기의 증가는 대체로 SiGe 중착속도의 증가와도 관련이 있음올 볼 때, poly-SiGc의 경우에도 polv-Si의 고상화에서와 같이 증착속도가 빠를수록 최종적언 결정럽의 크기가 커지는 것으로 이해될 수도 있다 .. PECVD 증착시 증착속도의 증가는 증착된 박딱에서의 무켈서도를 증 가시킬 수 있음올 고려하면, 이라한 결파플온 p이y-SiGc의 고상결정화에서도 ploy-Si의 고상결정 화에서와 마찬가지로 초기 박막에서의 구조직 무절서도가 클수록, 고상결정화 후 결정 립의 크기 가 커칠 수 있음올 보여준다고 생각휠 수 있다,

• 한국진공학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.229-237
• /
• 2005

바이어스 스트레스 인가 후에 발생하는 실리콘-게르마늄 이종접합 바이폴라 트랜지스터(SiGe HBT)의 열화현상을 고찰하였다. SiGe HBT가 바이어스 스트레스에 일정 시간 노출되면 소자 내부의 변화에 의하여 소자 파라미터가 원래 값으로부터 벗어나게 된다. 에미터-베이스 접합에 역방향 바이어스 스트레스가 걸리면 전기장에 의해 가속된 캐리어가 재결합 중심을 생성하여 베이스 전류가 증가하고 전류이득이 감소한다. $140^{\circ}C$ 이상의 온도에서 높은 에미터 전류를 흘려주는 순방향 바이어스 전류 스트레스가 가해지면 Auger recombination이나 avalancHe multiplication에 의해 형성된 핫 캐리어가 전류이득의 변동을 유발한다. 높은 에미터 전류와 콜렉터-베이스 전압이 동시에 인가되는 mixed-mode 스트레스가 가해지면 에미터-베이스 역방향 바이어스 스트레스의 경우와 마찬가지로 베이스 전류가 증가한다. 그러나 miked-mode 스트레스 인가 후에는 inverse mode Gummel 곡선에서 베이스 전류 증가가 관찰되고 perimeter-to-area(P/A) 비가 작은 소자가 심각하게 열화되는 등 에미터-베이스 역방향 바이어스 스트레스와는 근본적으로 다른 신뢰성 저하 양상이 나타난다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.186-186
• /
• 2000

After LeComber et al. reported the first amorphous hydrogenated silicon (a-Si: H) TFT, many laboratories started the development of an active matrix LCDs using a-Si:H TFTs formed on glass substrate. With increasing the display area and pixel density of TFT-LCD, however, high mobility TFTs are required for pixel driver of TF-LCD in order to shorten the charging time of the pixel electrodes. The most important of these drawbacks is a-Si's electron mobiliy, which is the speed at which electrons can move through each transistor. The problem of low carier mobility for the a-Si:H TFTs can be overcome by introducing polycrystalline silicon (poly-Si) thin film instead of a-Si:H as a semiconductor layer of TFTs. Therefore, poly-Si has gained increasing interest and has been investigated by many researchers. Recnetly, fabrication of such poly-Si TFT-LCD panels with VGA pixel size and monolithic drivers has been reported, . Especially, fabricating poly-Si TFTs at a temperature mach lower than the strain point of glass is needed in order to have high mobility TFTs on large-size glass substrate, and the monolithic drivers will reduce the cost of TFT-LCDs. The conventional methods to fabricate poly-Si films are low pressure chemical vapor deposition (LPCVD0 as well as solid phase crystallization (SPC), pulsed rapid thermal annealing(PRTA), and eximer laser annealing (ELA). However, these methods have some disadvantages such as high deposition temperature over $600^{\circ}C$, small grain size (<50nm), poor crystallinity, and high grain boundary states. Therefore the low temperature and large area processes using a cheap glass substrate are impossible because of high temperature process. In this study, therefore, we have deposited poly-Si thin films on si(100) and glass substrates at growth temperature of below 40$0^{\circ}C$ using newly developed high rate magnetron sputtering method. To improve the sputtering yield and the growth rate, a high power (10~30 W/cm2) sputtering source with unbalanced magnetron and Si ion extraction grid was designed and constructed based on the results of computer simulation. The maximum deposition rate could be reached to be 0.35$\mu$m/min due to a high ion bombardment. This is 5 times higher than that of conventional sputtering method, and the sputtering yield was also increased up to 80%. The best film was obtained on Si(100) using Si ion extraction grid under 9.0$\times$10-3Torr of working pressure and 11 W/cm2 of the target power density. The electron mobility of the poly-si film grown on Si(100) at 40$0^{\circ}C$ with ion extraction grid shows 96 cm2/V sec. During sputtering, moreover, the characteristics of si source were also analyzed with in situ Langmuir probe method and optical emission spectroscopy.

• 전자공학회논문지A
• /
• 제32A권1호
• /
• pp.146-151
• /
• 1995

We have studied the fabrication self aligned atmospheric pressure(AP) CVD a-Si thin film transistor with source-drain ohmic contact by using ion shower doping method. The conductivity is 6*10$^{-2}$S/cm when the acceleration voltage, doping time and doping temperature are 6kV, 90s and 350.deg. C, respectively. We obtained the field effect mobility of 1.3cm$^{2}$/Vs and the threshold voltage of 7V.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제4권1호
• /
• pp.32-40
• /
• 2004

An extension of the density-gradient model to include the non-local transport effect is presented. The governing equations can be derived from the first three moments of the Wigner distribution function with some approximations. A new nonlinear discretization scheme is applied to the model to reduce the discretization error. We also developed a new boundary condition for the $Si/SiO_2$ interface that includes the electron wavefunction penetration into the oxide to obtain more accurate C-V characteristics. We report the simulation results of a 25-nm metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) device.