초록 ▼

비정질 실리콘 박막의 경우 광조사, 급냉등에 의해 박막의 물리적성질이 저하되는 불안정성을 보이고 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 경우는 게이트에 긴시간의 전압인가(바이아스 스트레스)후에 트랜지스터 특성곡선의 임계전압이나 기울기가 변화하는 불안정성을 보인다. 비정질 실리콘 트랜지스터에 있어서의 불안정성은 액정표시기의 스위칭소자로서 비정질실리콘 트랜지스터가 사용됨에 따라 그 중요성이 인정되어 많은사람들의 관심을 불러 일으켰다. 바이아스 스트레스에 의한 임계전압의 변화는 주로 게이트 절연층으로의 전하포획과 관련되어 설명되고

비정질 실리콘 박막의 경우 광조사, 급냉등에 의해 박막의 물리적성질이 저하되는 불안정성을 보이고 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 경우는 게이트에 긴시간의 전압인가(바이아스 스트레스)후에 트랜지스터 특성곡선의 임계전압이나 기울기가 변화하는 불안정성을 보인다. 비정질 실리콘 트랜지스터에 있어서의 불안정성은 액정표시기의 스위칭소자로서 비정질실리콘 트랜지스터가 사용됨에 따라 그 중요성이 인정되어 많은사람들의 관심을 불러 일으켰다. 바이아스 스트레스에 의한 임계전압의 변화는 주로 게이트 절연층으로의 전하포획과 관련되어 설명되고 특성곡선의 기울기의 변화는 비정질 실리콘층 혹은 실리콘/케이트 절연층의 경계면에 결함들이 새로 생성됨에 기인한다고 주장되었다.비정질 실리콘 트랜지스터의 불안정성에 대한 보다 확실한 정보를 얻기 위해서는 특성곡선을 통한 연구와 아울러 트랜지스터 구조하에 있는 비정질 실리콘에서의 결함밀도 변화를 정확히 측정하는 것이 필요하다. 비정질 실리콘 결함밀도를 측정할 수 있는 몇가지 방법들 중에서 CPM은 트랜지스터의 구조하에 있는 비정질 실리콘에 까지 응용될 수 있는 방법 중의 하나이다. 지금까지의 비정질 실리콘에 대한 CPM측정은 대부분 공동평면 전극구조하에 있는 박막에 대해 이루어져 왔다. 본 연구에서는 박막 트랜지스터 구조하에 있는 비정질 실리콘의 결함밀도를 CPM방법을 이용하여 측정하는 방법을 개발하고 이 방법을이용하여 질화 비정질 실리콘을 게이트절연막으로 갖는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터에서바이아스 스트레스와 광조사에 의해 유도되는 불안정성을 연구하였다.박막트랜지스터 구조하에 있는 비정질 실리콘 박막의 광흡수스펙트럼을 CPM방법에의해 측정한 결과 실리콘/절연체 경계영역에서 에너지 밴드가 위로 혹은 아래로 휘었을 때스펙트럼 중 결함흡수에 의한 기여부분의 크기가 휘지 않았을 때에 비하여 낮게 측정되었다. 따라서 박막 트랜지스터 구조하에 있는 비정질 실리콘의 CPM 광흡수 스펙트럼은 게이트에 적절한 전압을 가해 트랜지스터의 밴드상태를 평탄밴드로 만들어 측정해야한다.이 측정을 통해 질소화된 비정질 실리콘을 게이트 절연막으로 갖는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터에서 광조사에 의한 불안정성은 주로 비정질 실리콘에 생긴 결함에 의한 것인 반면바이어스 스트레스에 의한 불안정성은 주로 질소화된 비정질 실리콘 절연막으로의 전하잡힘에 의한 것임을 밝혀 냈다. 또한 바이어스 스트레스에 의해 새로운 결함이 생성된다 할지라도 비정질 실리콘의 체적 영역에 생기는 것이 아니고 실리콘/절연체 경계면에 생성됨을밝혔다.

Abstract ▼

It is well known that hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H)in thin film transistors (TFTs) show metastable changes by prolonged application ofbias voltage to the gate, which is open called as bias-stress effect. The chargetrappings in the silicon nitride (SiNx)gate insulator and th

It is well known that hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H)in thin film transistors (TFTs) show metastable changes by prolonged application ofbias voltage to the gate, which is open called as bias-stress effect. The chargetrappings in the silicon nitride (SiNx)gate insulator and the defect creation in thechannel region of a-Si:H by bias-stress. In fact, no one has succeeded to showexplicitly whether defect states are created by bias-stress or not.In most of the previous work, the changes in the transfer characteristics afterbias-stress are explained as the creation of defects in the channel region. But thismethod does not provide a direct information on the defect state creation. In thiscontext, it is very important to introduce more direct and well-defined experimentalmethod which can detect the change in the defect density of a-Si:H. Constantphotocurrent method(CPM) technique might be the best candidate among allmeasurement method. As a constant photocurrent spectroscopy, CPM has been wellapplied for the measurement of bulk dangling bond density in a-Si:H and has been auseful tool to investigate the Staebler-Wronski effect. In this study, CPM techniquewas applied, for the first time, to measure the optical absorption spectra of a-Si:H layerin TFT structure, and the instability in amorphous silicon thin film transistors afterbias-stress or light soaking was investigated.The observed spectra show a reduced defect absorption when band-bending (eitherupward or downward) is formed at the silicon/insulator interface. To get correct CPMspectra of a-Si:H in TFT structure, therefore, we have to make the band flat byapplying the flat-band voltage to the gate. The changes in defect density of a-Si:H inTFT structure by bias-stress or light-soaking have been studied through CPMmeasurements. The CPM absorptions due to dangling bond defects increaseremarkably after light-soaking. These experimental results demonstrate that the bulkdefect density of a-Si:H in TFT structure is not changed after long time bias stresseven through the characteristics of the TFT degrade significantly.

목차 Contents

• 목차...6
• $\circ$ Optical Absorption Spectra of a-Si:H Films in TFT Structure (발표논문)...7
• $\circ$ 박막트랜지스터구조하에있는 비정질 실리콘의 CPM 광흡수스펙트럼 거동 (발표논문)...11
• $\circ$ Constant Photocurrent Spectroscopy를 이용한 비정질 실리콘 박막트랜지스터의 불안정성 연구 (발표논문)...19
• $\circ$ 연구 수행 관린 논문 발표 목록서...25
• $\circ$ 연구 참여 인력 목록서...26
• $\circ$ 연구비 집행 내역서...27
• $\circ$ 주요 기자재 구입 목록...28
• $\circ$ 자체 평가서...28