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더블 게이트 구조 적용에 따른 IGZO TFT 특성 분석 = Analysis of the Output Characteristics of IGZO TFT with Double Gate Structure
저자
김지원 (한국항공대학교 항공전자정보공학부) ; 박기찬 (건국대학교) ; 김용상 (성균관대학교) ; 전재홍 (한국항공대학교)
발행기관
학술지명
전기전자재료학회논문지(Journal of the Korean institute of electrical and electronic material engineers)
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발행연도
2020
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
281-285(5쪽)
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Oxide semiconductor devices have become increasingly important because of their high mobility and good uniformity. The channel length of oxide semiconductor thin film transistors (TFTs) also shrinks as the display resolution increases. It is well known that reducing the channel length of a TFT is detrimental to the current saturation because of drain-induced barrier lowering, as well as the movement of the pinch-off point. In an organic light-emitting diode (OLED), the lack of current saturation in the driving TFT creates a major problem in the control of OLED current. To obtain improved current saturation in short channels, we fabricated indium gallium zinc oxide (IGZO) TFTs with single gate and double gate structures, and evaluated the electrical characteristics of both devices. For the double gate structure, we connected the bottom gate electrode to the source electrode, so that the electric potential of the bottom gate was fixed to that of the source. We denote the double gate structure with the bottom gate fixed at the source potential as the BGFP (bottom gate with fixed potential) structure. For the BGFP TFT, the current saturation, as determined by the output characteristics, is better than that of the conventional single gate TFT. This is because the change in the source side potential barrier by the drain field has been suppressed.
더보기현재 고화질, 고효율, 대면적인 차세대 디스플레이가 요구되면서 응답 속도, 명암비, 색재현력 등의 측면에서 기존 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)보다 뛰어난 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED) 디스플레이 기술이 빠르게 발전하고 있다. 디스플레이 백플레인에 중요한 역할을 하는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)도 기존 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si)과 다결정 실리콘(polycrystalline silicon, poly-Si)의 단점을 보완한 산화물(oxide) TFT의 연구가 진행되고 있다 [1,2]. 산화물 반도체는 비정질 실리콘보다 높은 이동도와 안정성 측면에서 뛰어나고, 다결정 실리콘보다 저렴하고 우수한 균일도 특성을 가지고 있어 차세대 디스플레이 백플레인에 적합한 물질로 개발되고 있다 [3]. 전류 구동 방식인 OLED 디스플레이에서 구동 TFT는 일정한 전류를 유지해야 하므로 전류 포화(current saturation)가 잘 되는지에 대한 여부가 중요하다. 최근 폴더블, 플렉서블 디스플레이의 발전과 디스플레이 고해상도 시대에 이르면서 TFT 소자의 채널 길이는 점점 짧아지고 있다. TFT의 채널 길이가 짧아지면 드레인 전압 증가에 따른 유효 채널 길이도 짧아지게 되면서 전류 포화 전압 이상에서 전류가 증가하는 현상이 나타난다. 이 현상은 OLED 디스플레이에서 구동 전류가 안정적으로 조절되기 어렵게 하며, 디스플레이 구동을 불안정하게 만든다 [4]. 소자의 소형화로 인해 발생하는 문제를 개선시키기 위해 새로운 소자 구조에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 더블 게이트 구조는 상부, 하부 게이트를 이용하여 채널을 제어하며 단일 게이트 구조의 소자보다 동작 전류를 증가시키고 이동도가 높다는 장점을 가지고 있다 [5-8]. 그러나 소자 구조에 있어서 게이트 전극이 한 개 더 추가되어야 하기 때문에 전극을 형성하기 위한 금속막 증착 공정, 포토리소그래피 공정 그리고 식각 공정이 1회씩 추가되어야 하는 단점도 있다. 본 연구에서는 더블 게이트 구조의 장점을 유지하고, 채널 길이가 짧아져도 전류 포화가 잘 되기 위한 새로운 소자 구조를 설계하였다. 상부 게이트 구조를 비교용 기본 소자로 채택하고 채널 길이가 짧아져도 전류 포화가 잘 될 수 있도록 고정 전위의 하부전극(Bottom Gate with Fixed Potential, BGFP)을 갖는 구조를 설계하였다. BGFP를 갖는 소자와 BGFP가 없는 기본 소자도 함께 제작하여 두 종류 소자의 전기적 특성을 측정하고 측정결과를 분석하였다.
더보기분석정보
연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
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2026 | 평가예정 | 재인증평가 신청대상 (재인증) | |
2020-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (재인증) | KCI등재 |
2017-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (계속평가) | KCI등재 |
2013-01-01 | 평가 | 등재 1차 FAIL (등재유지) | KCI등재 |
2010-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2008-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2006-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2005-05-30 | 학회명변경 | 영문명 : 미등록 -> The Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers | KCI등재 |
2004-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2001-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
1998-07-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
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2016 | 0.13 | 0.13 | 0.13 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.14 | 0.14 | 0.247 | 0.06 |
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