• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.48-48
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• 2010

산화물 반도체를 이용한 TFT는 비교적 우수한 특성과 더불어 간단한 구조와 공정으로 양산성 확보에 유리한 측면 때문에 많은 주목을 받고 있다. TFT-LCD의 경우에는 기존에 사용되고 있는 a-Si;H TFT에 비하여 10배이상 우수한 이동도를 가진 산화물 TFT를 이용하여 고속동작 패널을 구현할 수 있을 것으로 보이며, AMOLED의 경우에는 poly-Si TFT에 비하여 대면적 공정에서 유리한 측면이 있을 수 있다. 이러한 산화물 반도체 TFT를 상용 디스플레이 패널에 적용하기 위해서는 소자 안정성을 좀더 확보해야 하는 숙제가 남아있다. 한편, 산화물 반도체 TFT는 가시광선 영역에서 투명한 특성이 가지고 있기 때문에 이를 이용하여 투명 디스플레이(투명 AMOLED)를 개발하는 경우 투과도를 크게 증가시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 기존의 투명 디스플레이는 주로 투사방법을 이용하여 구현되었지만, 최근 AMOLED를 이용한 투명 디스플레이 시제품이 시연되고 있다. 투명한 AMOLED를 구성하기 위해서는 OLED뿐만 아니라 백플레인에서의 투과도 증대를 위하여 해결해야할 여러 가지 문제가 발생하게 된다. 본 발표에서는 산화물 TFT에서의 최근 이슈에 대해 살펴보고, 투명 디스플레이에의 적용에 있어서 해결해야 할 문제점에 대해서도 살펴보고자 한다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2006.08a
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• pp.1649-1652
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• 2006

2.22-inch qVGA $(240{\times}320)$ amorphous silicon thin film transistor liquid active matrix crystal display (${\alpha}$- Si TFT-AMLCD) panel has been successfully demonstrated employing a 2.5 um fine-patterning technology by a wet etch process. Higher resolution 2.22-inch qVGA LCD panel with an aperture ratio of 58% can be fabricated because the 2.5 um fine pattern formation technique is combined with high thermal photo-resist (PR) development. In addition, a novel concept of unique ${\alpha}$-Si TFT process architecture, which is advantageous in terms of reliability, was proposed in the fabrication of 2.22-inch qVGA LCD panel. Overall results show that the 2.5 um finepatterning is a considerably significant technology to obtain higher aperture ratio for higher resolution ${\alpha}$-Si TFT-LCD panel realization.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.248-249
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• 2007

본 연구에서는 능동 구동형 유기 발광 소자(AMOLED)에 쓰이는 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)의 전류 안정성(stability)을 개선하기 위한 새로운 구동방법(driving method)을 제안한다. 제안된 방식은 한 프레임 시간 중 특정 시간동안 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)에 음의 화상데이터전압을 인가함으로써 열화(degradation)를 억제한다. 비정질 실리콘 박막트랜지스터의 열화를 회복하기 위한 음의 화상데이터의 진폭은 실제 이미지를 표현하는 이전에 인가한 양의 화상데이터에 의해 결정된다. 본 연구에서 제안된 구동방식을 시뮬레이션을 통하여 화소 회로의 동작을 검증하였고, 이를 통해 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 열화가 억제되는 것과 화면의 균일성(screen uniformity) 개선하고자 한다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2006.08a
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• pp.52-55
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• 2006

The driving-current degradation of a-Si:H thin-film transistor(TFT) device has been analyzed for the first time. A method to analyze the performance of TFT circuits is presented, which is different from the conventional one by threshold voltage shift method. It can be also used to evaluate the performance of gate driver on array (GOA) circuit, which is integrated in a 12.1" WXGA ($1280{\ast}3{\ast}800$) TFT-LCD panel.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.336-336
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• 2011

AMOLED에 대한 관심이 높아짐에 따라 LTPS (Low Temperature Poly Silicon) TFT에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다결정 실리콘은 단결정 실리콘에 비해 100 cm2/V 이상의 이동도를 보이는 우수한 특성으로 인해 AMOLED 디스플레이에 적합하며 여러 기업에서 LTPS 공정을 이용한 TFT제작을 연구 중이다. LTPS 공정은 현재 ELA (Excimer Laser Annealing) 방식으로 대면적 유리기판에 ELA 방법을 적용함에 있어 설비투자 비용이 지나치게 높아진다는 단점을 가지고 있다. 설비투자 비용의 문제점을 해결하기 위해 Diode Laser을 이용하여 Annealing하는 방법에 대해 연구하였다. 본 연구는 Diode Laser Annealing 방식을 이용하여 poly-Si을 구현하였다. 단결정 실리콘을 제작하기 위해 ICP-CVD장비를 이용하여 150$^{\circ}C$에서 SiH4, He2 혼합, He/SiH4의 flow rate는 20/2[sccm], RF power는 400 W에서 700 W으로 가변, 증착 압력은 25mTorr으로 하였다. 940 nm 파장의 30 W Diode Laser를 8 mm Spot Size로 a-Si에 순간 조사하여 결정화, 그 결과 grain을 형성한 polycrystalline 구조를 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1263-1264
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• 2007

자계 유도 고상결정화(FESPC)를 이용하여 제작한 다결정실리콘(poly-Si) 박막 트랜지스터(TFT)는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(a-Si:H TFT)보다 뛰어난 전기적 특성과 우수한 안정성을 지닌다. $V_{DS}$ = -0.1 V에서 채널 폭과 길이가 각각 $5\;{\mu}m$, $7\;{\mu}m$인 P형 TFT의 이동도(${\mu}$)와 문턱 전압($V_{TH}$)은 각각 $31.98\;cm^2$/Vs, -6.14 V 이다. FESPC TFT는 일반 poly-Si TFT에 비해 채널 내 결정 경계 숫자가 많아서 상대적으로 열악한 특성을 가진다. 채널 길이 $5\;{\mu}m$인 TFT의 $V_{TH}$는 채널 길이 $18\;{\mu}m$ 소자의 $V_{TH}$보다 1.36V 작지만, 일반적으로 큰 값이다. 이 현상은 채널에 다수의 결정 경계가 존재하고, 수평 전계가 크기 때문이다. 수평 전계가 증가하면, 결정 경계의 전위 장벽 높이가 감소하게 되는데, 이는 DIGBL 효과이다. ${\mu}$의 증가에 따라서, 드레인 전류가 증가하고 $V_{TH}$은 감소한다. 활성화 에너지($E_a$)는 드레인 전압과 결정 경계의 수에 따라 변하는데, 드레인 전압이 크거나 결정 경계의 수가 감소하면 $E_a$는 감소한다. $E_a$가 감소하면 $V_{TH}$가 감소한다. 유리기판 위의 FESPC를 이용한 P형 poly-Si TFT의 $V_{TH}$는 채널의 길이와 $V_{DS}$에 영향을 받는다. 증가한 수평 전계가 결정 경계에서 에너지 장벽을 낮추는 효과를 일으키기 때문이다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.123-126
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• 2008

We report the improved AMOLED with a-Si TFT backplane based on our unique structure. Our new structure is called Dual-plate OLED Display (DOD). It can also achieve not only higher uniformity of luminance in large-sized display due to low electrical resistance of common electrode but also wider viewing angle.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.53.2-53.2
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• 2010

지금까지 능동 구동 디스플레이의 TFT backplane에 사용하고 있는 채널 물질로는 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)과 저온 폴리실리콘(low temperature poly-Si)이 대표적이다. 수소화된 비정질 실리콘은 TFT-LCD 제조에 주로 사용되는 물질로 제조 공정이 비교적 간단하고 안정적이며, 생산 비용이 낮고, 소자 간 특성이 균일하여 대면적 디스플레이 제조에 유리하다. 그러나 a-Si:H TFT의 이동도(mobility)가 1 cm2/Vs이하로 낮아 Full HD 이상의 대화면, 고해상도, 고속 동작을 요구하는 UD(ultra definition)급 디스플레이를 개발하는데 있어 한계 상황에 다다르고 있다. 또한 광 누설 전류(photo leakage current)의 발생을 억제하기 위해서 화소의 개구율(aperture ratio)을 감소시켜야하므로 패널의 투과율이 저하되고, 게이트 전극에 지속적으로 바이어스를 인가 시 TFT의 문턱전압(threshold voltage)이 열화되는 문제점을 가지고 있다. 문제점을 극복하기 위한 대안으로 근래 투명 산화물 반도체(transparent oxide semiconductor)가 많은 관심을 얻고 있다. 투명 산화물 반도체는 3 eV 이상의 높은 밴드갭(band-gap)을 가지고 있어 광 흡수도가 낮아 투명하고, 광 누설 전류의 영향이 작아 화소 설계시 유리하다. 최근 다양한 조성의 산화물 반도체들이 TFT 채널 층으로의 적용을 목적으로 활발하게 연구되고 있으며 ZnO, SnO2, In2O3, IGO(indium-gallium oxide), a-ZTO(amorphous zinc-tin-oxide), a-IZO (amorphous indium-zinc oxide), a-IGZO(amorphous indium-galliumzinc oxide) 등이 그 예이다. 이들은 상온 또는 $200^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 PLD(pulsed laser deposition)나 스퍼터링(sputtering)과 같은 물리적 기상 증착법(physical vapor deposition)으로 손쉽게 증착이 가능하다. 특히 이중에서도 a-IGZO는 비정질임에도 불구하고 이동도가 $10\;cm2/V{\cdot}s$ 정도로 a-Si:H에 비해 월등히 높은 이동도를 나타낸다. 이와 같이 a-IGZO는 비정질이 가지는 균일한 특성과 양호한 이동도로 인하여 대화면, 고속, 고화질의 평판 디스플레이용 TFT 제작에 적합하고, 뿐만 아니라 공정 온도가 낮은 장점으로 인해 플렉시블 디스플레이(flexible display)의 backplane 소재로서도 연구되고 있다. 본 실험에서는 rf sputtering을 이용하여 증착한 a-IGZO 박막에 대하여 열처리 조건 변화에 따른 a-IGZO 박막들의 광학적, 전기적 특성변화를 살펴보았고, 이와 더불어 a-IGZO 박막을 TFT에 적용하여 소자의 특성을 분석함으로써, 열처리에 따른 Transfer Curve에서의 우리가 요구하는 Threshold Voltage(Vth)의 변화를 관찰하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.14 no.1
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• pp.46-51
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• 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.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.12 no.5
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• pp.218-224
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• 2003

The devices of n-channel poly silicon thin film transistors(TFTs) hydrogenated by plasma, $H_2$ and $H_2$/plasma processes are fabricated. The carriers sensitivity characteristics are analyzed with voltage bias stress at the gate oxide. The parametric sensitivity characteristics caused by electrical stress conditions in hydrogenated devices are investigated by measuring the drain current, threshold voltage($V_{th}$), subthreshold slope(S) and maximum transconductance($G_m$) values. As a analyzed results, the degradation characteristics in hydrogenated n-channel polysilicon thin film transistors are mainly caused by the enhancement of dangling bonds at the poly-Si/$SiO_2$ interface and the poly-Si grain boundary due to dissolution of Si-H bonds. The generation of traps in gate oxide are mainly dued to hot electrons injection into the gate oxide from the channel region.