초록 ▼

□ 연구개요
대면적 OLED와 Flexible 디스플레이 기술이 융합된 대면적 Flexible 디스플레이가 시장을 주도할 것으로 예상됨에 따라 Flexible AMOLED 디스플레이용 back plane TFT 기술 확보가 중요한 상황임. 산화물 반도체는 넓은 밴드갭을 바탕으로 낮은 Off current와 High transparency를 가져 차세대 Flexible AMOLED 디스플레이 back plane 적용에 적합하다고 판단됨. 따라서 본 연구에서는 Generation lifetime 모델링을 통해 산화물 반도체의 채널

□ 연구개요
대면적 OLED와 Flexible 디스플레이 기술이 융합된 대면적 Flexible 디스플레이가 시장을 주도할 것으로 예상됨에 따라 Flexible AMOLED 디스플레이용 back plane TFT 기술 확보가 중요한 상황임. 산화물 반도체는 넓은 밴드갭을 바탕으로 낮은 Off current와 High transparency를 가져 차세대 Flexible AMOLED 디스플레이 back plane 적용에 적합하다고 판단됨. 따라서 본 연구에서는 Generation lifetime 모델링을 통해 산화물 반도체의 채널 결함을 규명하고 결함에 따른 산화물 TFT 성능 예측 모델링을 제시함.
또한, PI 기판과의 우수한 계면 특성과 낮은 결정화 온도를 가져 Flexible PI 기판 공정에 적용 가능한 HfZr-silicate High-k dielectric의 특성을 평가하고 TFT 구조를 제작하여 interface 영향성 및 stress 특성을 규명함.

□ 연구 목표대비 연구결과
산화물 반도체 TFT 제작 및 전기적 평가를 통해 채널의 defect과 oxygen vacancy의 영향을 확인하고 PI 기판 위에 올라간 a-IGZO TFT bending stress 평가와 저온 공정 Hf-Zr silicate 연구를 통해 Flexible 디스플레이 back plane 기술 발전에 기여함.

- In, Ga, Zn, Sn 기반 산화물 TFT 산소 분압비, 전극, W/L 공정 조건 최적화.
- a-IGZO, a-ITZO TFT Capacitance-Voltage (C-V) 특성 및 Capacitance-Transient (C-T) 특성 규명.
- a-IGZO, a-ITZO Generation lifetime 모델링을 통한 산화물 TFT 채널 결함 정량화.
- PI 기판 위에 제작된 a-IGZO TFT 10R Bending(Tensile) stress에 따른 전기적 특성 변화 규명.
- Hf-Zr silicate 기반 a-IGZO TFT 제작 및 XPS chemical composition 분석.
- Hf-Zr silicate/IGZO 에너지 밴드 정량화 및 Si 조성비 별 유전 상수 정량화.
- Hf-Zr silicate IGZO TFT Post Depostion Annealing에서 온도별 전기적 특성 평가 및 Positive bias stress(PBS)에 따른 전기적 특성 변화 규명.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 산화물 TFT는 a-Si:H TFT 대비 ~10배 이상 높은 Mobility와 넓은 band gap을 기반으로 한 높은 Transparency로 향후 Flexible AMOLED 디스플레이 back plane에 적합함. 본 연구는 이러한 산화물 TFT의 공정 조건 최적화 및 전기적 특성 평가와 Generation lifetime 정량화 메커니즘을 제시함으로써 산화물 TFT에 대한 분석방법을 정립하고, Flexible AMOLED에 응용을 도움.
- 현재 Flexible AMOLED 디스플레이 back plane의 주된 substrate로 PI 기판이 사용되고 있음. 본 연구는 PI 기판 위에 제작된 a-IGZO TFT의 bending (10R Tensile) stress에 따른 전기적 특성 변화를 확인 및 규명함으로써 PI 기판 위에 제작된 TFT의 열화 원인을 제시함.
- 350°C 이하 저온 공정이 가능한 High-k dielectric인 Hf-Zr silicate의 에너지 밴드 정량화 및 Si 조성비에 따른 특성 연구를 통해 향후 Flexible AMOLED에서의 적용을 가능케 함. 또한, Positive bias stress에 따른 전기적 특성 변화를 규명함으로써 추후 실제 제품에서의 열화 원인을 예측하고 해결책을 제시함.
- 과제 수행을 통해 배출된 석/박사 참여연구원들이 본 과제를 통해 습득한 문제 해결 능력을 바탕으로 향후 해당 분야 고급 전문 인력으로 이바지할 수 있을 것으로 예상됨. 특히 과제 수행에 필수적인 반도체 소자 분석 능력을 바탕으로 반도체/디스플레이 관련 다양한 field에서 연구를 수행할 수 있을 것으로 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 최종 목표 ... 4
• 나. 연구 범위 및 수행 방법 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. Sputtering 공정을 이용한 In, Ga, Zn, 기반 산화물 반도체 TFT 공정 최적화/전기적 성능평가 및 Oxygen 영향 분석 ... 5
• 나. a-IGZO, a-ITZO 산화물 TFT 전기적 특성 비교 및 Generation lifetime 모델링을 통한 산화물 TFT 채널 결함 정량화 ... 7
• 다. PI 기판 위에 제작된 a-IGZO TFT의 Bending stress에 따른 전기적 특성 변화 규명 ... 9
• 라. HfZr-silicate 기반 a-IGZO TFT 제작 및 Si 도핑에 따른 특성 변화 분석 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 14
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 28