[논문]TFT 채널 층 IGZO박막의 Yttrium 도핑에 따른 전기적 특성 개선

김도영; 송풍근

TFT 채널 층 IGZO박막의 Yttrium 도핑에 따른 전기적 특성 개선
Enhanced electrical property of Y doped IGZO thin film for TFT channel layer 원문보기

김도영 (부산대학교 재료공학과) , 송풍근 (부산대학교 재료공학과)

빠른 응답속도를 요구하는 고품질 대면적 디스플레이의 박막형 트랜지스터 적용에 있어서 비정질 IGZO 박막에 대한 많은 연구가 진행되어왔으나, 불순물 도입에 의한 5성분계 IGZO 박막의 전기적 특성 향상에 대한 연구는 거의 보고 되지 않고 있다. 따라서 이번 연구에서는 magnetron co-sputtering 법으로 50 nm 두께를 가지는 yttrium이 도핑된 5성분계 Y-IGZO박막과 Y-IGZO/IGZO 하이브리드막을 제조하여 그 전기적, 광학적 특성 및 표면 조도를 관찰 하였다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

또한, IGZO 박막 제조 시 박막의 안정화를 위해 열처리과정은 필수적이다. 하지만 본 연구에서는 열처리를 진행하지 않고 Y-IGZO의 안정성 개선 여부를 보기 위하여 20일 동안 상온에서 방치하여 그 전기적 특성변화를 관찰하였다. Y₂O₃ 타깃에 가해지는 RF Power가 증가함에 따라 IGZO 박막의 캐리어는 감소하였고 이동도 또한 감소하였다.

제안 방법

더욱이 TFT 채널 층으로 사용되는 IGZO 박막의 고유한 결함인 산소 공공이 디바이스 작동 중 열적으로 활성화 되어 이온화 상태가 될 때 소자의 안정성을 저하시킨다고 보고되어진다. 그러므로 본 연구에서는 낮은 전기음성도(1.22)와 표준전극전위(-2.372 V)를 가지며 산소와의 높은 본드 엔탈피 값(719.6 kJ/mol)을 가짐으로써 산소 공공의 생성을 억제하는 역할로 yttrium(Y)을 IGZO의 도펀트로 선정하였다. 그리고 그 함량에 따른 전기적 특성 및 광학적 특성을 살펴보았으며 나아가 Y-IGZO/IGZO 하이브리드 레이어를 제조하여 전기적 특성 및 광학적 특성 및 표면조도 변화를 관찰 하였다.
6 kJ/mol)을 가짐으로써 산소 공공의 생성을 억제하는 역할로 yttrium(Y)을 IGZO의 도펀트로 선정하였다. 그리고 그 함량에 따른 전기적 특성 및 광학적 특성을 살펴보았으며 나아가 Y-IGZO/IGZO 하이브리드 레이어를 제조하여 전기적 특성 및 광학적 특성 및 표면조도 변화를 관찰 하였다.
모든 실험은 50 x 50 mm 기판 위에 총 두께 50 nm±2 박막을 증착하였으며, Y2O3 타깃의 RF Power에 따른 Y-IGZO 박막 (50 nm)의 전기적 특성과 Y-IGZO(20 nm)/IGZO(30 nm)의 구조를 가지는 하이브리드 레이어 박막의 전기적 특성을 비교하였다.

대상 데이터

타깃(RF)를 이용하여 기판 가열 없이 동시 방전을 이용해 non-alkali glass (삼성코닝 E2000) 기판 위에 증착 하였다. IGZO 타깃은 DC power 110 W으로 고정하였으며 Y₂O₃ 타깃에는 RF Power를 50W에서 110W까지 증가시키면서 Y 도핑량을 조절하였다. Working pressure는 고 순도 Ar을 20sccm 주입하여 0.
본 연구에서는 magnetron co-sputtering법으로 IGZO 타깃(DC)과 Y₂O₃ 타깃(RF)를 이용하여 기판 가열 없이 동시 방전을 이용해 non-alkali glass (삼성코닝 E2000) 기판 위에 증착 하였다. IGZO 타깃은 DC power 110 W으로 고정하였으며 Y₂O₃ 타깃에는 RF Power를 50W에서 110W까지 증가시키면서 Y 도핑량을 조절하였다.

성능/효과

이것은 Y의 낮은 표준전극전위로 인해 쉽게 이온화 되어 O^2-와 강한 결합을 함으로써 산소공공 형성을 억제하여 캐리어 밀도의 감소에 기인하는 것으로 생각된다. Y-IGZO(20nm)/IGZO(30nm) 하이브리드 구조 박막은 Y-IGZO(50nm)와 비교하여 도핑 층 두께 감소로 인해 캐리어의 과다생성을 억제하면서 이동도는 개선된 결과를 얻을 수 있었다. 투과도는 Y 도핑에 의하여 약 1.
Y₂O₃ 타깃에 가해지는 RF Power가 70W 일 때 캐리어 밀도는 낮고 이동도는 높은 최적 특성을 얻을 수 있었다. Y-IGZO/IGZO 하이브리드 레이어 박막 또한 Y 첨가에 따른 전기적 특성 변화가 비슷하였지만 도핑 층 두께 감소로 인해 캐리어의 과다 생성을 억제하면서 이동도는 개선되는 결과를 얻을 수 있었다. 나아가, 박막의 상온 방치 과정에서 Y이 도핑되지 않은 박막의 이동도 저하 폭이 상대적으로 큰데 반해, Y을 도핑한 박막은 이동도 저하 폭이 적은 것을 관찰할 수 있었다.
Y₂O₃ 타깃에 가해지는 RF Power가 70W 일 때 Y-IGZO박막은 IGZO박막과 비교하여 비저항은 낮고 상대적으로 캐리어밀도는 낮은 반면이동도는 높은 최적 특성을 얻을 수 있었다. 이것은 Y의 낮은 표준전극전위로 인해 쉽게 이온화 되어 O^2-와 강한 결합을 함으로써 산소공공 형성을 억제하여 캐리어 밀도의 감소에 기인하는 것으로 생각된다.
Y₂O₃ 타깃에 가해지는 RF Power가 증가함에 따라 IGZO 박막의 캐리어는 감소하였고 이동도 또한 감소하였다. Y₂O₃ 타깃에 가해지는 RF Power가 70W 일 때 캐리어 밀도는 낮고 이동도는 높은 최적 특성을 얻을 수 있었다. Y-IGZO/IGZO 하이브리드 레이어 박막 또한 Y 첨가에 따른 전기적 특성 변화가 비슷하였지만 도핑 층 두께 감소로 인해 캐리어의 과다 생성을 억제하면서 이동도는 개선되는 결과를 얻을 수 있었다.
하지만 본 연구에서는 열처리를 진행하지 않고 Y-IGZO의 안정성 개선 여부를 보기 위하여 20일 동안 상온에서 방치하여 그 전기적 특성변화를 관찰하였다. Y₂O₃ 타깃에 가해지는 RF Power가 증가함에 따라 IGZO 박막의 캐리어는 감소하였고 이동도 또한 감소하였다. Y₂O₃ 타깃에 가해지는 RF Power가 70W 일 때 캐리어 밀도는 낮고 이동도는 높은 최적 특성을 얻을 수 있었다.
Y-IGZO/IGZO 하이브리드 레이어 박막 또한 Y 첨가에 따른 전기적 특성 변화가 비슷하였지만 도핑 층 두께 감소로 인해 캐리어의 과다 생성을 억제하면서 이동도는 개선되는 결과를 얻을 수 있었다. 나아가, 박막의 상온 방치 과정에서 Y이 도핑되지 않은 박막의 이동도 저하 폭이 상대적으로 큰데 반해, Y을 도핑한 박막은 이동도 저하 폭이 적은 것을 관찰할 수 있었다. 또한 Y 도핑에 의해 약 1.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

TFT 채널 층 IGZO박막의 Yttrium 도핑에 따른 전기적 특성 개선
Enhanced electrical property of Y doped IGZO thin film for TFT channel layer 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

TFT 채널 층 IGZO박막의 Yttrium 도핑에 따른 전기적 특성 개선 Enhanced electrical property of Y doped IGZO thin film for TFT channel layer 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

TFT 채널 층 IGZO박막의 Yttrium 도핑에 따른 전기적 특성 개선
Enhanced electrical property of Y doped IGZO thin film for TFT channel layer 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper