• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.18 no.3
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• pp.191-196
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• 2001

Organic semiconductors based on vacuum-deposited films of fused-ring polycyclic aromatic hydrocarbon have great potential to be utilized as an active layer for electronic and optoelectronic devices. In this study, pentacene thin films and electrode materials were deposited by Organic Molecular Beam Deposition (OMBD) and vacuum evaporation respectively. For the gate dielectric layer, photoacryl (OPTMER PC403 from JSR Co.) was spin-coated and cured at $220^{\circ}C$. Electrical characteristics of the device were investigated, where the channel length and width was 50 ${\mu}m$ and 5 mm. It was found that field effect mobility was 0.039 $cm^{2}V^{-1}s^{-1}$, threshold voltage was -8 V, and on/off current ratio was $10^{6}$. Further details will be discussed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.311-311
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• 2016

최근 고성능 디스플레이 개발이 요구되면서 기존 비정질 실리콘(a-Si)을 대체할 산화물 반도체에 대한 연구 관심이 급증하고 있다. 여러 종류의 산화물 반도체 중 a-IGZO (amorphous indium-gallium-zinc oxide)가 높은 전계효과 이동도, 저온 공정, 넓은 밴드갭으로 인한 투명성 등의 장점을 가지며 가장 연구가 활발하게 보고되고 있다. 기존에는 SG(단일 게이트) TFT가 주로 제작 되었지만 본 연구에서는 DG(이중 게이트) 구조를 적용하여 고성능의 a-IGZO 기반 박막 트랜지스터(TFT)를 구현하였다. SG mode에서는 하나의 게이트가 채널 전체 영역을 제어하지만, double gate mode에서는 상, 하부 두 개의 게이트가 동시에 채널 영역을 제어하기 때문에 채널층의 형성이 빠르게 이루어지고, 이는 TFT 스위칭 속도를 향상시킨다. 또한, 상호 모듈레이션 효과로 인해 S.S(subthreshold swing)값이 낮아질 뿐만 아니라, 상(TG), 하부 게이트(BG) 절연막의 계면 산란 현상이 줄어들기 때문에 이동도가 향상되고 누설전류 감소 및 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. Dual gate mode로 동작을 시키면, TG(BG)에는 일정한 positive(or negative)전압을 인가하면서 BG(TG)에 전압을 가해주게 된다. 이 때, 소자의 채널층은 depletion(or enhancement) mode로 동작하여 다른 전기적인 특성에는 영향을 미치지 않으면서 문턱 전압을 쉽게 조절 할 수 있는 장점도 있다. 제작된 소자는 p-type bulk silicon 위에 thermal SiO2 산화막이 100 nm 형성된 기판을 사용하였다. 표준 RCA 클리닝을 진행한 후 BG 형성을 위해 150 nm 두께의 ITO를 증착하고, BG 절연막으로 두께의 SiO2를 300 nm 증착하였다. 이 후, 채널층 형성을 위하여 50 nm 두께의 a-IGZO를 증착하였고, 소스/드레인(S/D) 전극은 BG와 동일한 조건으로 ITO 100 nm를 증착하였다. TG 절연막은 BG 절연막과 동일한 조건에서 SiO2를 50 nm 증착하였다. TG는 S/D 증착 조건과 동일한 조건에서, 150 nm 두께로 증착 하였다. 전극 물질과, 절연막 물질은 모두 RF magnetron sputter를 이용하여 증착되었고, 또한 모든 patterning 과정은 표준 photolithography, wet etching, lift-off 공정을 통하여 이루어졌다. 후속 열처리 공정으로 퍼니스에서 질소 가스 분위기, $300^{\circ}C$ 온도에서 30 분 동안 진행하였다. 결과적으로 $9.06cm2/V{\cdot}s$, 255.7 mV/dec, $1.8{\times}106$의 전계효과 이동도, S.S, on-off ratio값을 갖는 SG와 비교하여 double gate mode에서는 $51.3cm2/V{\cdot}s$, 110.7 mV/dec, $3.2{\times}108$의 값을 나타내며 훌륭한 전기적 특성을 보였고, dual gate mode에서는 약 5.22의 coupling ratio를 나타내었다. 따라서 산화물 반도체 a-IGZO TFT의 이중게이트 구조는 우수한 전기적 특성을 나타내며 차세대 디스플레이 시장에서 훌륭한 역할을 할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.217-217
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• 2016

The amorphous InGaZnO (a-IGZO) is widely accepted as a promising channel material for thin-film transistor (TFT) applications owing to their outstanding electrical properties [1, 2]. However, a-IGZO TFTs have still suffered from their bias instability with illumination [1-4]. Up to now, many researchers have studied the sub-gap density of states (DOS) as the root cause of instability. It is well known that defect states can influence on the performances and stabilities of a-IGZO TFTs. The defects states should be closely related with the deposition condition, including sputtering power, and pressure. Nevertheless, it has not been reported how these defects are created during conventional RF magnetron sputtering. In general, during conventional RF magnetron sputtering process, negative oxygen ions (NOIs) can be generated by electron attachment in oxygen atom near target surface and then accelerated up to few hundreds eV by a self-bias; at this time, the high energy bombardment of NOIs induce defects in oxide thin films. Recently, we have reported that the properties of IGZO thin films are strongly related with effects of NOIs which are generated during the sputtering process [5]. From our previous results, the electrical characteristics and the chemical bonding states of a-IGZO thin films were depended with the bombardment energy of NOIs. And also, we suggest that the deep sub-gap states in a-IGZO as well as thin film properties would be influenced by the bombardment of high energetic NOIs during the sputtering process.In this study, we will introduce our novel technology named as Magnetic Field Shielded Sputtering (MFSS) process to prevent the NOIs bombardment effects and present how much to be improved the properties of a-IGZO thin film by this new deposition method. We deposited a-IGZO thin films by MFSS on SiO2/p-Si and glass substrate at various process conditions, after which we investigated the morphology, optical and electrical properties of the a-IGZO thin films.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.26 no.5
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• pp.38-45
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• 1989

We have studied the electrical characteristics of the hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) ambiploar thin film transistors (TET'S)using 100ppm boron-doped a-Si:H as an active layer. The enhancement of drain current due to the double injection behavior has been observed in the p-channel operation of the TFT. The drain current decreases with time in streched exponential form when the gate voltage is positive. The result indicates that the dangling bonds created by electron accumulation show identical time dependence as the diffusion of hydrogen in the film. We observed the experimental evidence that the doping efficiency changes either when the gate bias is applied or when the light is illuminated on boron-doped a-Si:H.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.348-348
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• 2014

차세대 디스플레이 구동 회로 소자를 위한 재료로서, Amorphous Oxide Semiconductor (AOS)가 주목받고 있다. AOS는 기존의 Amorphous Silicon과 비교하여 뛰어난 이동도를 가지고 있으며, 넓은 밴드 갭에 의한 투명한 광학적 특성을 가지고 있다. 이러한 장점을 이용하여, AOS 박막은 thin film transistor (TFT)의 active channel로 이용 되고 있다. 하지만, AOS를 이용한 TFT의 경우, 시간이 경과함에 따라 $O_2$ 및 $H_2O$ 흡착에 의해 전기적 특성이 변하는 현상이 있다. 이러한 현상은 소자의 신뢰성에 있어 중요한 문제가 된다. 이러한 문제를 연구하기 위해 본 논문에서는, AOS 박막을 이용하여 bottom 게이트형 TFT를 제작하였다. 이를 위해 먼저, p-type Si 위에 건식산화방식으로 $SiO_2$(100 nm)를 성장시켜 게이트 산화막으로 이용하였다. 그리고 Zn과 Sn이 1: 2의 조성비를 가진 ZnSnO (ZTO) 용액을 제조한 후, 게이트 산화막 위에 spin coating 하였다. Splin coating된 용액에 남아 있는 솔벤트를 제거하기 위해 10분 동안 $230^{\circ}C$로 열처리를 한 후, 포토리소그래피와 에칭 공정을 이용하여 ZTO active channel을 형성하였다. 그 후, 박막 내에 남아 있는 불순물을 제거하고 ZTO TFT의 전기적인 특성을 향상시키기 위하여, $600^{\circ}C$의 열처리를 30분 동안 진행 하여 junctionless형 TFT 제작을 완료 하였다. 제작된 소자의 시간 경과에 따른 열화를 확인하기 위하여, 대기 중에서 2시간마다 HP-4156B 장비를 이용하여 전기적인 특성을 확인 하였으며, 이러한 열화는 후처리 공정을 통하여 회복시킬 수 있었다. 열화의 회복을 위한 후처리 공정으로, 퍼니스를 이용한 고온에서의 열처리와 microwave를 이용하여 저온 처리를 이용하였다. 결과적으로, TFT는 소자가 제작된 이후, 시간에 경과함에 따라서 on/off ratio가 감소하여 열화되는 경향을 보여 주었다. 이러한 현상은, TFT 소자의 ZTO back-channel에 대기 중에 있는 $O_2$ 및 $H_2O$의 분자의 물리적인 흡착으로 인한 것으로 보인다. 그리고 추가적인 후처리 공정들에 통해서, 다시 on/off ratio가 회복 되는 현상을 확인 하였다. 이러한 추가적인 후처리 공정은, 열화된 소자에 퍼니스에 의한 고온에서의 장시간 열처리, microwave를 이용한 저온에서 장시간 열처리, 그리고 microwave를 이용한 저온에서의 단 시간 처리를 수행 하였으며, 모든 소자에서 성공적으로 열화 되었던 전기적 특성이 회복됨을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는, 저온임에도 불구하고, microwave를 이용함으로 인하여, 물리적으로 흡착된 $O_2$ 및 $H_2O$가 짧은 시간 안에 ZTO TFT의 back-channel로부터 탈착이 가능함과 동시에 소자의 특성을 회복 가능 함 의미한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2008.10a
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• pp.592-595
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• 2008

This paper presents development of automatic image quality register optimization system using mobile TFT-LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) driver IC and embedded software. It optimizes automatically gamma adjustment and voltage setting registers in mobile TFT-LCD driver IC to improve gamma correction error, adjusting time, flicker noise and contrast ratio. Developed algorithms and embedded software are generally applicable for most of the TFT-LCD modules. The proposed optimization system contains module-under-test (MUT, TFT-LCD module), control program, multimedia display tester for measuring luminance, flicker noise and contrast ratio, and control board for interface between PC and TFT-LCD module. The control board is designed with DSP and FPGA, and it supports various interfaces such as RGB and CPU.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2005.07b
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• pp.1119-1122
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• 2005

A selective deposition of Co thin films for thin film transistor gate electrode has been carried out by the growth with combination of micro-contact printing and metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). This results in the elimination of optical lithography process. MOCVD has been employed to selectively deposit Co films on preformed OTS gate pattern by using micro-contact printing (${\mu}CP$). A hydrogenated amorphous silicon TFT with a Co gate selectively formed on SAMs patterned structure exhibited a subthreshold slope of 0.88V/dec, and mobility of $0.35cm^2/V-s$, on/off current ratio of $10^6$, and a threshold voltage of 2.5V, and thus demonstrating the successful application of the novel bottom-up approach into the fabrication of a-Si:H TFTs.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.11c
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• pp.461-463
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• 2000

This paper presents a low temperature excimer-laser-crystallization that produces directionally solidified microstructure in Si thin films. The process involves (1) a complete melting of selected area via irradiation through a patterned mask. and (2) a precisely controlled pulse translation of the sample with respect to the mask over a distance shorter than the superlateral growth(SLG) distance. (3) lateral growth extended over a number of iterative steps. Grains that grow continuously to the vertical direction were demonstrated. We discuss sequential lateral solidification principle, experiment.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2006.06a
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• pp.543-544
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• 2006

Pentacene thin film transistors fabricated without photolithographic patterning were fabricated on the plastic substrates. Both the organic/inorganic thin films and metallic electrode were patterned by shifting the position of the shadow mask which accompanies the substrate throughout the deposition process. By using an optically transparent zirconium oxide ($ZrO_2$) as a gate insulator and octadecyltrimethoxysilane (OTMS) as an organic molecule for self-assembled monolayer (SAM) to increase the adhesion between the plastic substrate and gate insulator and the mobility with surface treatment, high-performance transistor with field effect mobility $.66\;cm^2$/V s and $I_{on}/I_{off}$>$10^5$ was formed on the plastic substrate. This technique will be applicable to all structure deposited at low temperature and suitable for an easy process for flexible display.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2009.10a
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• pp.540-542
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• 2009

Phosphorus doped ZnO (PZO) thin films were deposited on $SiO_2$/n-Si substrates using DC magnetron sputtering system varying oxygen partial pressures from 0 to 40 % under Ar atmosphere. The deposited films showed reduced n-type conductivity due to the compensating donor effects by phosphorus dopant. The bias-time stability shows relatively good stability over bias and time comparing to un-doped ZnO-based TFTs.