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나노결정 InGaZnO 산화물 박막트랜지스터와 비결정 InGaZnO 산화물 박막트랜지스터의 소자 신뢰성에 관한 비교 연구

Comparison of Stability on the Nano-crystalline Embedded InGaZnO and Amorphous InGaZnO Oxide Thin-film Transistors

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers v.24 no.6 , 2011년, pp.473 - 479  
신현수 (연세대학교 전기전자공학과 ) ;  안병두 ( 삼성전자주식회사 LCD 사업부 ) ;  임유승 ( 연세대학교 전기전자공학과 ) ;  김현재 ( 연세대학교 전기전자공학과)
Abstract

In this paper, we have compared amorphous InGaZnO (a-IGZO) thin-film transistor (TFT) with the nano-crystalline embedded-IGZO ($N_c$-embedded-IGZO) TFT fabricated by solid-phase crystallization (SPC) technique. The field effect mobility (${\mu}_{FE}$) of $N_c$-embedded-IGZO TFT was 2.37 $cm^2/Vs$ and the subthreshold slope (S-factor) was 0.83 V/decade, which showed lower performance than those of a-IGZO TFT (${\mu}_{FE}$ of a-IGZO was 9.67 $cm^2/Vs$ and S-factor was 0.19 V/decade). This results originated from generation of oxygen vacancies in oxide semiconductor and interface between gate insulator and semiconductor due to high temperature annealing process. However, the threshold voltage shift (${\Delta}V_{TH}$) of $N_c$-embedded-IGZO TFT was 0.5 V, which showed 1 V less shift than that of a-IGZO TFT under constant current stress during $10^5$ s. This was because there were additionally less increase of interface trap charges in Nc-embedded-IGZO TFT than a-IGZO TFT.

주제어

#IGZO   #Oxide transistor   #Nano-crystal   #Constant current stress  

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
산화물 반도체
산화물 반도체의 장점은?
넓은 밴드갭을 가지고 가시광선 영역에서 투명하며 고이동도를 가지고 있으며 소자 신뢰성이 좋아

산화물 반도체는 넓은 밴드갭을 가지고 가시광선 영역에서 투명하며 고이동도를 가지고 있으며 소자 신뢰성이 좋아 차세대 평판디스플레이, 투명디스플레이 및 플렉서블 디스플레이 등에 응용될 수 있을 것으로 기대되고 있다 [1]. 최근에는 우수한 소자 특성 및 신뢰성 측면에서 기존 비정질 실리콘 박막트랜지스터 (a-Si TFT)와 유기 트랜지스터의 대안으로 부각되고 있다 [2,3].

산화물 반도체
산화물 반도체는 어디에 응용될 수 있을 것으로 기대되고 있는가?
차세대 평판디스플레이, 투명디스플레이 및 플렉서블 디스플레이 등

산화물 반도체는 넓은 밴드갭을 가지고 가시광선 영역에서 투명하며 고이동도를 가지고 있으며 소자 신뢰성이 좋아 차세대 평판디스플레이, 투명디스플레이 및 플렉서블 디스플레이 등에 응용될 수 있을 것으로 기대되고 있다 [1]. 최근에는 우수한 소자 특성 및 신뢰성 측면에서 기존 비정질 실리콘 박막트랜지스터 (a-Si TFT)와 유기 트랜지스터의 대안으로 부각되고 있다 [2,3].

산화물 반도체
산화물 반도체의 문제점은?
전기적 특성이 p-Si TFT에는 미치지 못한다

최근에는 우수한 소자 특성 및 신뢰성 측면에서 기존 비정질 실리콘 박막트랜지스터 (a-Si TFT)와 유기 트랜지스터의 대안으로 부각되고 있다 [2,3]. 하지만 산화물 박막트랜지스터는 많은 장점에도 불구하고 전기적 특성이 p-Si TFT에는 미치지 못한다 [4,5].

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저자의 다른 논문

신현수(4) 임유승(2)

참고문헌 (21)

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  3. 3. H. Yabuta, M. Sano, K. Abe, T. Aiba, T. Den, H. Kumomi, K. Nomura, T. Kamiya, and H. Hosono, Appl. Phys. Lett., 89, 112123 (2006). 
  4. 4. R. L. Hoffman, B. J. Norris, and J. F. Wager, Appl. Phys. Lett., 82, 733 (2003). 
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  15. 15. S. Lee, K. Jeon, J. H. Park, S. Kim, D. Kong, D. M. Kim, D. H. Kim, S. Kim, S. Kim, J. Hur, J. C. Park, I. Song, C. J. Kim, Y. Park, and U. I. Jung, Appl. Phys. Lett., 95, 132101 (2009). 
  16. 16. K. Nomura, T. Kamiya, Y. Kikuchi, M. Hirano, and H. Hosono, Thin Solid Films, 518, 3012 (2010). 
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  19. 19. C. Y. Kagan and P. W. E. Andry, Thin Film Transistors (Dekker, New York, 2003) p. 87. 
  20. 20. D. Y. Cho, J. W. Song, Y. C. Shin, C. S. Hwang, W. S. Choi, and J. K. Jeong, Electrochem. Solid State Lett., 12, 208 (2009). 
  21. 21. E. N. Cho, J. H. Kang, C. E. Kim, P. Moon, and I. Yun, IEEE Trans. Elec. Dev., 11, 112 (2011). 

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