• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.4-4
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• 2010

Single-crystalline IGZO (Indium-Gallium-Zinc oxide) was fabricated on c-sapphire substrate. Single crystal ZnO was used as a buffer layer, and post-annealing was treated in $900^{\circ}C$ for crystallization of IGZO. Crystallized IGZO formed superlattice structure spontaneously induced to c-axis direction by ZnO butTer layer, the composition of IGZO was varied by amount of ZnO. Crystallinity and composition of IGZO was analyzed by X-ray Diffraction and Transmission Electron Microscopy.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.1592-1596
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• 2010

IGZO (indium gallium zinc oxide) 박막트랜지스터는, 활성층 채널의 폭과 길이의 비가 고정된 경우에도, 채널 길이가 길어지면 게이트전압에 대한 드레인 전류의 특성곡선이 양의 전압 방향으로 이동하고 전계효과이동도는 낮아졌다. 채널의 길이와 폭이 고정된 상태에서는, 드레인이 전압 높은 경우에 전계효과이동도가 낮고 문턱아래 기울기가 큰 특성을 보였다. 이러한 현상은 IGZO 채널층의 일함수가 커서 소스/드레인 전극과 채널층의 접합부 띠굽음이 규소반도체의 경우와 반대방향으로 나타나는 것에 기인하는 것으로 해석된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.352.1-352.1
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• 2014

Indium Tin Oxide (ITO) films are the most extensively studied and commonly used as ones of TCO films. The ITO films having a high electric conductivity and high transparency are easily fabricated on glass substrate at a substrate temperature over $250^{\circ}C$. However, glass substrates are somewhat heavy and brittle, whereas plastic substrates are lightweight, unbreakable, and so on. For these reasons, it has been recently suggested to use plastic substrates for flexible display application instead of glass. Many reaearchers have tried to produce high quality thin films at rood temperatures by using several methods. Therefore, amorphous ITO films excluding thermal process exhibit a decrease in electrical conductivity and optical transparency with time and a very poor chemical stability. However the amorphous Indium Gallium Zinc Oxide (IGZO) offers several advantages. For typical instance, unlike either crystalline or amorphous ITO, same and higher than a-IGZO resistivity is found when no reactive oxygen is added to the sputter chamber, this greatly simplifies the deposition. We reported on the characteristics of a-IGZO thin films were fabricated by RF-magnetron sputtering method on the PEN substrate at room temperature using 3inch sputtering targets different rate of Zn. The homogeneous and stable targets were prepared by calcine and sintering process. Furthermore, two types of IGZO TFT design, a- IGZO source/drain material in TFT and the other a- ITO source/drain material, have been fabricated for comparison with each other. The experimental results reveal that the a- IGZO source/drain electrode in IGZO TFT is shown to be superior TFT performances, compared with a- ITO source/drain electrode in IGZO TFT.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.56-63
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• 2023

본 연구에서는 졸-겔 IGZO(Indium-Gallium-Zinc Oxide) 박막을 만들고 이에 전자빔을 조사 한 후 박막 트랜지스터로 제작하여 전자빔 조사가 박막 트랜지스터의 전기적 특성에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 특히 전자빔이 조사되는 환경을 대기 중과 질소 분위기(<200 ppm O₂)로 두고 전자빔 조사 선량 세기를 100kGy와 200kGy로 각각 조사한 후 350℃ 온도에서의 열처리만 진행한 비교군과 비교 분석을 진행하였다. 전자빔 조사에 따른 졸-겔 IGZO 박막의 물성 변화를 분석하기 위해 UV-Visible spectroscopy, X-ray diffraction(XRD)와 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 분석 결과, 전자빔 조사 전·후의 모든 조건 하에서 가시광 영역에서의 80% 이상의 높은 투과도를 보여줌을 확인할 수 있었고, XRD 분석 결과를 통해 전자빔 조사와 관계없이 비정질 특성을 유지함을 확인하였다. 특히 전자빔 조사에 따라 졸-겔 IGZO 박막에 화학적 조성 변화가 있음을 확인하였는데, 질소 분위기에서 전자빔을 조사하게 되면 M-O결합과 관련된 peak이 차지하는 비율이 높아짐을 확인할 수 있었다. 질소 분위기에서 전자빔이 조사된 TFT들은 on/off 비율, 전자 이동도에서 향상된 특성을 보여주었으며, 시간에 따라 트랜지스터의 특성들(on/off 비율, 문턱전압, 전자이동도, 하위임계값 스윙)의 수치 또한 큰 변화 없이 유지됨이 확인되어, 졸-겔 공정 TFT 제작에 있어서 질소 분위기에서의 전자빔 조사공정이 IGZO기반 박막 트랜지스터의 전기적특성의 개선에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.321-324
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• 2013

In this study, The RF magnetron sputter and evaporator was on glass substrates 30 mm ${\times}$ 30 mm OMO multilayer thin film structure is applied to the low-e. Structural and optical properties, a thin film was produced, the variable was placed into a variable deposition time of the oxide layer. According to the XRD measurement results there is no peak that satisfies the Bragg's law ($2dsin{\theta}=n{\lambda}$) which confirmed that it is an amorphous structure. RMS value of the results of the AFM measurement, has a roughness of less than 2 nm. transmittance measurements results, visible light region an average 80%, IR region 40% showed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.338.2-338.2
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• 2014

투명반도체산화물은 우수한 광학적, 전기적 특성을 가지고 있기 때문에 차세대 박막트랜지스터의 채널층으로 각광을 받고 있다. 특히, 그 중에서도 a-IGZO를 이용한 TFT는 높은 가시광선 투과율(>80%)과 큰 전하이동도(>10 cm2/Vs) 를 갖는 등 좋은 광학적, 전기적 특성을 갖기 때문에 많은 연구가 이루어졌다. 여러 연구들에 의하면, a-IGZO TFT는 소스/드레인의 전극으로 어떤 물질을 사용하는지에 따라서 동작특성에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 일반적으로, a-IGZO 박막은 n형 반도체로써 일함수가 작은 금속과는 ohmic contact를 형성하고, 일함수가 큰 금속과는 Schottky barrier를 형성한다고 알려져 있다. 이와 관련된 대부분의 이전의 연구들에서는 각각의 전극물질에 따라 전기적인 특성변화에 초점을 맞춰서 연구하였다. 본 연구에서는 일함수가 작은 Ag와 일함수가 큰 Au를 a-IGZO의 박막 위에 얇게 증착하면서 이에 따른 고분해능 광전자분광(high-resolution x-ray photoelectron spectroscopy) 정보의 변화를 분석함으로써, 금속의 증착에 따른 금속층과 a-IGZO 표면 및 계면에서의 화학적 상태의 변화를 연구하였다. Au 4f, Ag 3d는 metallic property를 나타내기 이전까지는 lower binding energy(BE) 쪽으로 shift하였으며, In 3d 또한 lower BE 성분이 크게 증가하였다. O 1s, Ga 3d, Zn 3d들은 상대적으로 적은 변화를 나타내었는데, 이는 Ag, Au가 In과 상대적으로 더 많이 상호작용한다는 것을 의미한다. 본 발표에서는 이들 core level의 정보들과, 가전자대의 분광정보, 그리고 band bending의 정보가 제시될 것이며, 이 정보들은 metal 증착에 따른 contact 특성을 이해하는데 기여할 것으로 기대한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.95-95
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• 2011

비정질 산화물 반도체(Amorphous oxide semiconductors: AOSs)는 대면적화에도 불구하고 높은 이동도를 가지고, 상온에서도 제작할 수 있고, 투명 플렉시블 디스플레이 소자에 사용할 수 있기 때문에 최근 들어 각광받고 있는 연구 분야이다. 본 연구에서는 스퍼터링을 이용하여 활성층을 Amorphous indium gallium zinc oxide(a-IGZO)로 증착할 시에 스퍼터의 파워와 챔버내의 Ar/O2 비율을 다르게 했을 때 소자에 미치는 영향을 MIS구조를 이용하여 분석했다. 또한 같은 조건의 a-IGZO 활성층을 사용한 박막트랜지스터(TFT) 소자의 절연막의 종류를 바꿔가며 제작했을때의 소자의 특성 변화에 대해서도 분석하였다. 먼저 60 nm 두께의 a-IGZO층을 Heavily doped된 N형 실리콘 기판위에 스퍼터링 파워와 가스 분압비를 달리하여 증착하였다. 그 후 30 nm두께의 SiO2, Al2O3, SiNx 절연막을 증착하고, 마지막으로 열 증발 증착장비(Thermal Evaporator)를 이용하여 Al 전극을 150nm 증착하였다. 소자의 전기적 특성 분석은 HP4145와 Boonton 720을 사용하여 I-V와 C-V를 측정하였다. 위의 실험으로부터 스퍼터에서의 증착 rf파워가 증가할수록 a-IGZO 박막 트랜지스터에서의 캐리어 이동도가 감소하는 것을 볼 수 있었고, 챔버내의 가스분압비와 소자의 절연막의 종류가 변하면 a-IGZO 박막 트랜지스터의 전기적 특성이 변하는 것을 볼 수 있었다. 이러한 캐리어 이동도의 감소와 전기적 특성의 변화의 이유는 a-IGZO 활성층의 bulk trap과 절연막, 활성층 사이의 interface trap에 의한 것으로 보여진다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권2호
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• pp.163-168
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• 2014

Bottom gate thin-film transistors were fabricated using solution processed IGZO channel layers with various gallium composition ratios that were annealed on a hot plate. Increasing the gallium ratio from 0.1 to 0.6 induced a threshold voltage shift in the electrical characteristics, whereas the molar ratio of In:Zn was fixed to 1:1. Among the devices, the IGZO-TFTs with gallium ratios of 0.4 and 0.5 exhibited suitable switching characteristics with low off-current and low SS values. The IGZO-TFTs prepared from IGZO films with a gallium ratio of 0.4 showed a mobility, on/off current ratio, threshold voltage, and subthreshold swing value of $0.1135cm^2/V{\cdot}s$, ${\sim}10^6$, 0.8 V, and 0.69 V/dec, respectively. IGZO-TFTs annealed at $300^{\circ}C$, $350^{\circ}C$, and $400^{\circ}C$ were also fabricated. Annealing at lower temperatures induced a positive shift in the threshold voltage and produced inferior electrical properties.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권1호
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• pp.11-16
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• 2016

The conduction behavior and electron concentration change in a-IGZO thin-films according to the RTA (rapid thermal annealing) were studied. The electrical characteristics of TFTs (thin-film-transistors) annealed by different temperatures were measured. The sheet resistance, electron concentration, and oxygen vacancy of a-IGZO film were measured by the four-point-probe-measurement, hall-effect-measurement, and XPS analysis. The RTA process increased the driving current of IGZO TFTs but the VTH shifted to the negative direction at the same time. When the RTA temperature is higher than $250^{\circ}C$, the leakage current at off-state increased significantly. This is attributed to the increase of oxygen vacancy resulting in the increase of electron concentration. We demonstrate that the RTA is a promising process to adjust the VTH of TFT because the RTA process can easily modify the electron concentration and control the conductivity of IGZO film with short process time.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권5호
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• pp.208-213
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• 2020

본 연구에서는 유한요소 해석과 PQRSM 알고리즘 기반의 최적설계 기법을 활용하여 IGZO 산화물 타겟과 구리백플레이트가 서로 접합되어 있는 타겟 모듈에서 IGZO 산화물의 열변형을 최소화할 수 있는 방법에 대해 고찰했다. 3차원 유한요소 해석 결과 고온에서 IGZO와 구리 백플레이트의 접합 이후 냉각될 때 IGZO 산화물의 열변형은 최대 0.161 mm로 예측되었다. 유한요소 해석을 연동한 최적설계기법을 적용하기 위해 타겟 모듈을 냉각할 때 사용하는 하부받침대와 상부고정대의 위치를 설계변수화하여 목적함수인 IGZO의 열변형이 최소화되도록 최적설계를 수행했고, 그 결과 IGZO 산화물의 열변형을 최대 42 % 감소시킬 수 있었다. 이는 타겟을 구성하는 주재료와 구조 변경 없이 공정 중에 사용되는 부재료의 위치 변경만으로도 산화물의 열변형을 감소시킬 수 있어 산업계에 유용할 것으로 사료된다.