용액공정을 이용한 알루미늄 첨가량에 따른 산화아연주석(AlZnSnO) 박막트랜지스터의 특성 변화 연구
저자
발행사항
천안: 단국대학교 대학원, 2013
학위논문사항
학위논문(석사)-- 단국대학교 대학원(천): 물리학과 고체물리학전공 2013. 8
발행연도
2013
작성언어
한국어
주제어
DDC
621.381522 판사항(22)
발행국(도시)
충청남도
기타서명
Effect of Al addition on ZnSnO thin film transistors using by solution process
형태사항
vii, 48장: 삽화; 30 cm.
일반주기명
단국대학교 학위논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수:정권범
참고문헌 : 47-48장.
소장기관
박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)에서의 산화물 반도체는 현재 상용화 되어있는 비정질 실리콘과 다결정 실리콘을 대체할만한 높은 소자 특성과 뛰어난 신뢰성으로 최근 많은 관심과 연구가 진행되어져오고 있다. 이 중 Zn와 Sn를 기반으로한 산화물 반도체는 가시광선 영역에서는 투명하며 물리적, 화학적으로 상당히 안정한 특성을 나타내므로 산화물 반도체 재료로서 전망이 뛰어나다. 게다가 최근 여러 그룹에서는 고가의 In 원소의 대량생산의 자원 희생의 큰 문제점 대문에 n-type의 Zn 또는 Sn 기반의 산화물 반도체를 가격 경쟁력을 갖춘 재료로 제안하였다.
본 연구에서는 용액공정 법으로 만들어진 n-type의 ZnSnO 산화물 반도체를 이용하여 박막 트랜지스터(thin film transistor)를 제작하였고, 소자에 첨가한 Al양에 대한 영향을 평가하였다.
Bottom gate 구조의 AlZnSnO 박막 트랜지스터의 제작을 위하여 p++-Si/SiO2(100nm) 기판을 도입하여 각각 게이트(gate)와 절연체(gate insulator)로 사용하였으며, 활성층(active layer)으로 사용된 AlZnSnO(40nm) 박막의 후속 열처리 공정 후에 Al(100nm)를 소스(source)와 드레인(drain) 전극으로 증착하여 산화를 방지하였다. 따로 AlZnSn 분석용 단막도 위에 명시된 동일한 기판과 공정 조건으로 제작하였다. 이들의 후속 열처리 공정은 500℃로 공기(air)중에서 1시간 열처리를 진행하였다.
박막 트랜지스터의 소자 특성은 HP-4155 I-V 계측 장비를 이용하였으며, RBS와 XPS를 통하여서 증착된 AlZnSnO 단막의 조성을 분석하였다. XRD와 TEM을 이용하여 TiOx의 물리적인 구조를 분석하였으며, 전자 구조는 XAS, SE, XPS를 이용하여 분석하였다. 그리고 XPS를 이용하여 화학적인 결합상태들을 분석하였다.
대기중에서 500℃의 후속 열처리 공정 후 박막은 Al의 양과 상관없이 모두 비정질로 나타났다. 포화이동도의 값은 Al의 몰 비율이 0.1인 경우에 2.41cm2/V·s,로 최대를 나타내었으며 이후 점차 감소하였다.
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