초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제는 우수한 내방사선 특성과 우수한 전기적 특성을 동시에 가지는 산화물 박막 트랜지스터(thin-film transistor, TFT)를 구현을 목표로 3개년에 걸쳐 진행되었음.
각 연차별 세부 연구 성과는 아래와 같음.
■ 1차년도: 다양한 방사선 조사에 의한 산화물 TFT의 열화 메커니즘 규명
■ 2차년도: 산화물 TFT의 내방사선성 확보를 위한 요소 기술 개발
■ 3차년도: 고성능 내방사선 산화물 TFT 및 이에 기반한 단위 회로 구현/검증

□ 연구 목표대비 연구결과

□ 연구개요
본 연구과제는 우수한 내방사선 특성과 우수한 전기적 특성을 동시에 가지는 산화물 박막 트랜지스터(thin-film transistor, TFT)를 구현을 목표로 3개년에 걸쳐 진행되었음.
각 연차별 세부 연구 성과는 아래와 같음.
■ 1차년도: 다양한 방사선 조사에 의한 산화물 TFT의 열화 메커니즘 규명
■ 2차년도: 산화물 TFT의 내방사선성 확보를 위한 요소 기술 개발
■ 3차년도: 고성능 내방사선 산화물 TFT 및 이에 기반한 단위 회로 구현/검증

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제의 연차별 연구 목표 대비 연구 결과는 다음과 같음.
■ 1차년도: 과제의 1차년도에서는 proton과 X-ray 조사로 인한 산화물 TFT의 전기적 특성/신뢰성 열화 원인을 분석하였음. 이를 통해 displacement damage가 proton 조사로 인한 특성 열화의 주요 원인임을 확인하였으며, X-ray 조사로 인한 VO의 증가는 채널 두께가 증가할수록 큰 영향을 받는 것으로 확인되었음. 이는 과제의 목표와 부합하는 결과임.
■ 2차년도: 과제의 2차년도에서는 a-IGTO를 채널층으로 활용하는 산화물 TFT의 채널 두께와 passivation 두께, 종류가 proton과 X-ray 조사 하에서 전기적 특성에 미치는 영향을 확인하였고, 패시베이션층 내부에 수소 함량이 적은 공정 방법 및 얇은 두께의 패시베이션층 조건으로 우수한 내방사선성 및 전기적 특성을 가지는 산화물 TFT의 조건을 과제의 목표에 부합하는 방식으로 확립하였음.
■ 3차년도: 과제의 3차년도에서는 n형 IGZO TFT와 p형 SnO TFT로 구성된 CMOS inverter를 구현하였고 이에 대해 100 Gy dose의 X-ray 조사 전과 후의 동작 특성을 비교하여 동작 특성이 거의 일정하게 유지됨을 확인하였음. 제작된 CMOS inverter는 전원전압(V_DD) 10 V 인가 시, X-ray 조사 전과 후에 각각 약 33.4 V/V와 33.1 V/V의 gain을 가지고 있고 V_M은 약 5.3 V/ 5.1 V 가짐이 확인되었으며, 이는 과제의 목표에 부합하는 수치임.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 과제의 수행을 통해 고성능 고내방사선성 산화물 박막 트랜지스터를 구현하였으며, 이에 기반한 단위 회로를 구현하는 확장된 기술을 마련하였음. 산화물 TFT는 기존의 a-Si TFT 대비 전기적 특성이 탁월하고 유기 TFT 대비 전기적 신뢰성과 내방사선성이 우수하며 polyimide 등 유연기판에 제작이 용이한 장점을 가지고 있음. 본 과제를 통해 도출된 연구개발결과는 입자치료 의료기기용 대면적 방사선 영상 센서, 대면적 방사선 검출기 및 우주 환경 및 극한 환경 하에서 동작을 요하는 다양한 대면적 전자시스템 등의 제작에 필요한 핵심 요소 기술을 확보하는데 크게 공헌할 수 있을 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) Proton 조사 하에서의 IGTO TFT의 내방사선성에 관한 연구 ... 4
• 2) X-ray 조사 하에서의 IGTO TFT의 내방사선성에 관한 연구 ... 8
• 3) X-ray 조사 하에서의 산화물 CMOS 회로의 내방사선성에 관한 연구 ... 12
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 가. 당해연도 활용계획 ... 16
• 나. 활용방법 ... 16
• 다. 차년도 이후 활용계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 17
• 7. 참고문헌 ... 17
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 37