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논문 상세정보

IGZO 박막트랜지스터의 동작특성

Operation characteristics of IGZO thin-film transistors

초록

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.

Abstract

According to the increase of the channel length with fixed width/length, characteristic curves of drain current as a function of gate bias voltage of indium gallium zinc oxide (IGZO) thin-film transistors moved to a positive direction of gate voltage, and field-effect mobility decreased. In case of fixed length and width of channel, field-effect mobility was lower and subthreshold slope was larger when drain bias voltage was higher. Due to large work function of IGZO, band bending at the junction region between IGZO channel and source/drain electrodes was expected to be in opposite direction to that between silicon and metal electrodes; this could explain the above results.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다결정규소 박막트랜지스터
다결정규소 박막트랜지스터의 장단점은?
전류공급 능력은 우수하나 근거리 균일성이 취약하고 제조원가가 높은 결점이 있다.

능동형 유기발광디스플레이에 적용되는 박막트랜지스터는 높은 수준의 전류 공급능력 및 근거리 균일성을 가져야 하며, 낮은 제조원가의 공정이 가능하여야 한다. 다결정규소 박막트랜지스터는 전류공급 능력은 우수하나 근거리 균일성이 취약하고 제조원가가 높은 결점이 있다. 비정질규소 박막트랜지스터의 경우는 우수한 근거리 균일성 및 낮은 제조원가를 가지나 전류공급 능력이 취약하고 쉽게 열화 되는 문제가 있다.

능동형 유기발광디스플레이
능동형 유기발광디스플레이에 적용되는 박막트랜지스터의 요구 조건은?
높은 수준의 전류 공급능력 및 근거리 균일성을 가져야 하며, 낮은 제조원가의 공정이 가능하여야 한다.

따라서 유기발광디스플레이, 투명디스플레이, 플렉시블 디스플레이 등의 새로운 형태의 능동형 평판디스플레이의 요구에 적절히 대응하기 어려운 상황이다. 능동형 유기발광디스플레이에 적용되는 박막트랜지스터는 높은 수준의 전류 공급능력 및 근거리 균일성을 가져야 하며, 낮은 제조원가의 공정이 가능하여야 한다. 다결정규소 박막트랜지스터는 전류공급 능력은 우수하나 근거리 균일성이 취약하고 제조원가가 높은 결점이 있다.

능동형 유기발광디스플레이
능동형 유기발광디스플레이에 비정질 산화물반도체 박막트랜지스터를 실용화하는 연구가 많이 진행된 것은 어떤 특성 때문인가?
비정질산화물반도체 기반의 박막트랜지스터는 비정질 규소 박막트랜지스터에 버금가는 근거리 균일성 및 낮은 제조원가를 가지고 있으며 다결정규소 박막트랜지스터의 특성에 근사하는 전류공급 능력을 보여주었다

비정질산화물반도체 기반의 박막트랜지스터는 비정질 규소 박막트랜지스터에 버금가는 근거리 균일성 및 낮은 제조원가를 가지고 있으며 다결정규소 박막트랜지스터의 특성에 근사하는 전류공급 능력을 보여주었다 [1,2]. 이러한 특성은 능동형 유기발광디스플레이에 매우 적합하므로, 비정질 산화물반도체 박막트랜지스터를 실용화하여 유기발광디스플레이에의 적용하려는 연구가 다수 진행되었다 [3,4].

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참고문헌 (9)

  1. K. Nomura, H. Ohta, A. Takagi, T. Kamiya, M. Hirano and H. Hosono, "Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxide semiconductors", Nature, vol. 432, pp. 488-492, 2004. 
  2. H. Hosono, "Ionic amorphous oxide semiconductors: Material design, carrier transport, and device application", J. Non-Cryst. Solids, vol. 352, pp. 851-858, 2006. 
  3. H. Lee, J. Kyung, M. Sung, D. Kim, S. Kang, S. Kim, C. Kim, H. Kim and S. Kim, "Oxide TFT with multilayer gate insulator for backplane of AMOLED device", J. Soc. Inf. Display, vol. 16, pp. 265-272, 2008. 
  4. T. Fung, C. Chuang, K. Nomura, H. Shieh, H. Hosono and J. Kanicki, "Photofield-effect in amorphous In-Ga-Zn-O (a-IGZO) thin-film transistors", J. Inf. Display, vol. 9, no. 4, pp. 21-29, 2008. 
  5. T. Riedl, P. Gorrn and W. Kowalsky, "Transparent electronics for see-through AMOLED displays", J. Display Tech., vol. 5, pp. 501-508, 2009. 
  6. P. Gorrn, F. Ghaffari, T. Riedl and W. Kowalskya, "Zinc tin oxide based driver for highly transparent active matrix OLED displays", Solid-State Electronics, vol. 53, pp. 329-331 2009. 
  7. H. D. Kim, J. K. Jeong, Y. G. Mo and H. K. Chung, "Oxide TFT as an Emerging Technology for Next Generation Display", Proc. Int. Meeting on Information Display, pp. 119-122, 2008. 
  8. J. H. Lee, D. H. Kim, D. J. Yang, S. Y. Hong, K. S. Yoon, P. S. Hong, C. O. Jeong, H. S. Park, S. Y. Kim, S. K. Lim, S. S. Kim, K. S. Son, T. S Kim, J. Y Kwon and S. Y. Lee, "World's Largest (15-inch) XGA AMLCD Panel Using IGZO Oxide TFT", Soc. Information Display 2008 Int. Symp. Digest of Tech. Papers, pp. 625-628, 2008. 
  9. J. Lee, S. Kim, H. Park, S. Park, D. Kang, M. Han, W. Lee, K. Yoon and Y. Lee, "Threshold voltage shift of amorphous oxide TFT with various channel length", Proc. 16th Int. Display Workshops, pp. 1677-1680, 2009. 

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