25㎛ 두께의 폴리이미드 박핀 기판을 glass 기판에 부착하여 최대 온도 150℃에서 비정질 실리콘 TFT를 제작하였다. 본 논문은 plastic 기판 위에 TFT가 제작되는 공정 절차를 요약하고 glass 위에 제작된 TFT와 ON/OFF 전달특성과 전계효과 이동도를 서로 비교해 보았다. a-SiN:H 코팅층은 plastic 기판의 표면 거칠기를 감소시키는 중요한 역할을 하여 TFT의 누설전류를 감소시키고 전계효과 이동도를 증가시켰다. 따라서 a-SiN:H 코팅층을 이용하여 plastic 기판에 양철의 TFT를 제작하였다.
We report on a detailed study on gap-state distribution in thin amorphous silicon layers(a-Si:H) with film thickness between 5 nm and 20 nm c-Si wafers performed by UV excited photoelectron spectroscopy(UV-PES). We measured how the work function, the gap state density, the position of the Fermi-level and the Urbch-energy depend on the layer thickness and the doping level of the ultra thin a-Si:H(n) layer. It was found, that for phosphorous doping the position of the Fermi level saturates at $E_F-E_V$=1.47 eV. This is achieved at a gas phase concentration of 10000 ppm $PH_3$ in the $SiH_4/H_2$ mixture which was used for the PECVD deposition process. The variation of the doping level from 0 to 20000 ppm $PH_3$ addition results in an increase of the Urbach energy from 65 meV to 101 meV and in an increase of the gap state density at midgap($E_i-E_V$=0.86eV) from $3{\times}10^{18}$ to $2{\times}1019cm^{-3}eV^{-1}$.
The dependency of annealing temperature on the electrical performances in amorphous silicon-zinc-tin-oxide thin film transistors (SZTO-TFT) has been investigated. The SZTO channel layers were prepared by using radio frequency (RF) magnetron sputtering method with different annealing treatment. The field effect mobility (${\mu}_{FE}$) increased and threshold voltage ($V_{th}$) shifted to negative direction with increasing annealing temperature. As a result, oxygen vacancies generated in SZTO channel layer with increasing annealing temperature resulted in negative shift in $V_{th}$ and increase in on-current.
Journal of information and communication convergence engineering
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제9권4호
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pp.461-465
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2011
An aluminum doped zinc oxide (AZO) film for front contacts of thin film solar cells, in this work, were deposited by r.f. magnetron sputtering, and then etched in diluted hydrochloric acid solution for different times. Effects of surface texturing on the electro-optical properties of AZO films were investigated. Also, to clarify the light trapping of textured AZO film, amorphous silicon thin film solar cells were fabricated on the textured AZO/glass substrate and the performance of solar cells were studied. After texturing, the spectral haze at the visible range of 400 ~750 nm increased substantially with the etching time, without a change in the resistivity. The conversion efficiency of amorphous Si solar cells with textured AZO film as a front electrode was improved by the increase of short-circuit current density ($J_{sc}$), compared to cell with flat AZO films.
세가지 다른 방법을 이용하여 형성시킨 비정질 실리콘(SiH4 a-Si, Si2H6 a-Si, Si+ implanted SiH4 a-Si)들에 대한 저온 결정화 기구의 차이를 고전적 이론인 Avrami 식(X=1-exptn, X=결정화 분율, t=열처리 시간, n=지수)을 이용하여 검토하였다. Silane으로 형성된 비정질 실리콘의 결정화 과정에서는 Avrami 식에서의 n의 값이 2.0을 나타내고 있어, 결정성장이 이차원적으로 이루어지면서 핵생성률이 시간에 따라 감소하고 있음을 알 수가 있었다. Si+ 이온 주입에 의하여 형성된 비정질 실리콘의 결정화에서는 3.0의 지수 값이 얻어지고 있어, 정상상태의 핵생성과 함께 2차원적인 결정 성장이 이루어지고 있었다. Disilane으로 형성된 비정질 실리콘에 대한 결정화에서는 2.8의 지수값이 얻어져, 정상상태의 핵 생성이 우세하게 일어나는 2차원적인 결정성장이 일어나고 있음을 알 수 있었다. 또한 TEM을 이용하여 시간에 따라 변하는 핵생성률을 조사하여, Avrami 식의 적용이 타당성 있음을 증명하였다. 마지막으로, 최종 입자의 크기가 열처리 온도에 크게 영향을 받고 있지 않음을 확인하였다.
The carrier transport is a key factor that determines the device performances of semiconductor devices such as solar cells and transistors [1]. Particularly, devices composed of in amorphous semiconductors, the transport is often restricted by carrier trapping, associated with various defects. So far, the trapping has been studied for as-grown films at room temperature; however it has not been studied during growth under plasma processing. Here, we demonstrate the detection of trapped carriers in hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) films during plasma processing, and discuss the carrier trapping and defect kinetics. Using an optically pump-probe technique, we detected the trapped carriers (electrons) in an a-Si:H films during growth by a hydrogen diluted silane discharge [2]. A device-grade intrinsic a-Si:H film growing on a glass substrate was illuminated with pump and probe light. The pump induced the photocurrent, whereas the pulsed probe induced an increment in the photocurrent. The photocurrent and its increment were separately measured using a lock-in technique. Because the increment in the photocurrent originates from emission of trapped carriers, and therefore the trapped carrier density was determined from this increment under the assumption of carrier generation and recombination dynamics [2]. We found that the trapped carrier density in device grade intrinsic a-Si:H was the order of 1e17 to 1e18 cm-3. It was highly dependent on the growth conditions, particularly on the growth temperature. At 473K, the trapped carrier density was minimized. Interestingly, the detected trapped carriers were homogeneously distributed in the direction of film growth, and they were decreased once the film growth was terminated by turning off the discharge.
액정 디스플레이의 산업 규모는 놀라운 속도로 확대되고 있다. 그 원동력이 된 것이 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT) 기술의 발전에 있다. 비정질 실리콘(Amorphous Silicon: a-Si) TFT 기술은 대형 액정 TV를 탄생시키고, 저온 폴리실리콘 TFT는 휴대전화 등의 중소형 디스플레이와 AMOLED의 핵심 기술이 되었다. 또한 다양한 TFT 기술 seeds가 계속해서 출현하여 정보 인프라와 생활 스타일에 맞춘 새로운 정보기기의 출현을 예감시키고 있다. 새로운 응용제품의 요구는 새로운 기술 개발의 견인차가 되고 있다. 최근에는 이러한 요구에 따라 산화물 TFT, 마이크로 결정실리콘(microcrystalline Si: ${\mu}c-Si$) TFT, 유기물 TFT 등의 기술도 활발하게 연구개발되고 있다. 본고에서는 지금까지의 TFT 기술 개발의 발전사를 뒤돌아보고 지금부터의 발전 방향을 박막 트래지스터 기술 이노베이션 관점으로부터 전망하였다.
We have characterized XeCl excimer-laser-induced crystallization of thin amorphous silicon films deposited by PECVD (${\alpha}-Si:H$) and LPCVD(${\alpha}-Si$). The electrical and optical properties and surface roughness of crystallized thin films have been measured. The dc conductivities, crystallinity and surface roughness of the films increased as the laser energy density and shot density were increased. Also, we have investigated the effects of 2-step annealing employing SPC and ELA. The properties of 2-step annealed films were better than those of films annealed by ELA only.
비정질실리콘은 빛을 받으면 자유전자와 자유정공이 무수히 발생하여 전류 또는 전압의 형태로 나타나는 광전변환 재료이다. 이를 광다이오드로 사용하기 위해서는 금속 박막(Thin film)과 결합하여 쇼트키 다이오드로 만드는 기술이 효과적이다. 본 연구에서는 광다이오드의 신뢰성 및 특성을 개선하기 위하여 크롬실리사이드를 기존의 방식과 달리 하부 전극으로 크롬금속 박막을 증착한 후 그 위에 사일렌(SiH4)가스를 사용해서 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 진공 증착장비로 최적의 비정질실리콘 박막을 얇게 (100$\AA$) 만들어 열처리를 통하여 크롬실리사이드 박막을 형성 한 후 광다이오드 소자를 제조한다. 이렇게 형성된 크롬실리사이드 광 다이오드를 사용하여 암전류와 광전류를 측정찬 결과 기존의 방식보다 우수한 성능이 나타났고, 공정도 단순화 할 수 있었으며 그리고 신뢰성도 개선되었다.
In this paper, the electrically properties of nonvolatile memory (NVM) using multi-stacks gate insulators of oxide-nitride-oxynitride (ONOn) and active layer of the low temperature polycrystalline silicon (LTPS) were investigated. From hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H), the LTPS thin films with high crystalline fraction of 96% and low surface's roughness of 1.28 nm were fabricated by the metal induced crystallization (MIC) with annealing conditions of $650^{\circ}C$ for 5 hours on glass substrates. The LTPS thin film transistor (TFT) or the NVM obtains a field effect mobility of ($\mu_{FE}$) $10\;cm^2/V{\cdot}s$, threshold voltage ($V_{TH}$) of -3.5V. The results demonstrated that the NVM has a memory window of 1.6 V with a programming and erasing (P/E) voltage of -14 V and 14 V in 1 ms. Moreover, retention properties of the memory was determined exceed 80% after 10 years. Therefore, the LTPS fabricated by the MIC became a potential material for NVM application which employed for the system integration of the panel display.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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