A Novel Mo Substrate Removal Method for the Applications of Thin Film Silicon = 박막 실리콘 응용을 위한 새로운 Mo 금속 기판 식각법
저자
Yi, Junsin (성균관대학교 공과대학 전기공학과)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
1996
작성언어
English
KDC
560.000
자료형태
학술저널
수록면
57-73(17쪽)
제공처
소장기관
본 논문은 박막 실리콘의 구조적 광학적, 전기적 특성을 Mo 기판 식각을 이용하여 규명하였다. 금속 Mo 기판 식각법은 Mo 기판을 일정한 형태로 식각하여 박막 실리콘 특성 규명용 전극으로 사용하였다. 측정된 Mo 접촉 저항은 1 x 10 exp(-6)Ω-㎠보다 낮아서 전극재료로 타당하였다. 도전율은 진성 비정질 실리콘인 경우 10^-7 s/cm이고 850℃에서 4시간의 열처리 후에는 10^-3 s/cm까지 상승하였다. 온도 함수로 측정된 도전율로부터 계산된 진성 다결정 실리콘 활성화 에너지는 0.5eV이었다. 박막 실리콘의 구조적, 광학적 특성은 열처리 전후에 Morlvks 전체를 식각함으로써 규명하였다. 투과 전자 현미경으로 박막 실리콘의 구조적 특성을 관찰하였다. 광투과율 측정에 의한 비정질 실리콘의 광학적 갭이 1.87eV이었다. 박막 실리콘의 결합 구조는 퓨리어 변환한 적외선 분광기를 (FTIR) 통해 관측하였다. FTIR 측정은 600℃ 열처리 후에 비정질 실리콘 박막 내에 결합하여 존재하던 수소가 모두 방출됨을 보였다. 다결정 실리콘의 트랩은 온도 촉진에 의한 전류 측정으로 검사하였다. 고온 처리로 다결정화된 박막 실리콘에서는 전공 트랩이 주를 이루었다. TFT 소자는 금속 기판의 일부를 드레인과 소스 전극으로 사용하여 새로운 제작 방법을 개발하였다. 다결정 실리콘 TFT는 낮아진 채널저항, 상승된 전달 콘덕턴스 증가된 전계효과 이동도와 빛의 민감도가 줄어들었다. 본 논문은 금속 몰리브덴니옴(Mo)기판 식각법을 이용하여 박막 실리콘의 물성특성 규명과 박막 트랜지스터(TFT) 소자 이용에 새로운 접근방법을 제시하였다.
This paper investigates the structural, optical, and electrical properties of thin film Si using a molybdenum (Mo) substrate etching method. The Mo substrate etching method allow us to pattern the original Mo metal substrate to form an electrical ohmic contact for electrical characterization of the thin film silicon. The measured Mo contact resistance was less than 1 x 10 exp(-6)Ω-㎠. Conductivity was increased from 10^-7 s/ cm for as-grown intrinsic a- Si : H to 10^-3 s/cm after 850℃, 4 h anneal treatment. The conductivity versus temperature measurement showed activation energy E_a = 0.5 eV for intrinsic poly-Si. Structural and optical properties of the thin film Si were analyzed by removing the entire Mo substrate before and after anneal treatment. Transmission electron microscopy (TEM) revealed thin film microstructure. Optical transmission measurement on a-Si : H films shows a 1.87 eV optical gap. Changes in bonding structure of a-Si : H were examined with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The FTIR study indicates that all of the hydrogen bonds are evolved out after 600℃ anneal, The trap sites of the poly-Si were examined by thermally stimulated current (TSC) measurement. The hole trap dominated for the high temperature anneal treated poly-Si film. TFTs were fabricated using some portions of the Mo substrate metal as drain and source electrical contacts. The poly-Si TFT showed reduced channel resistance, increased transconductance, and increased field effect mobility by three orders, and reduced light effects. A Mo substrate backside etching opens up a new method to characterize thin film Si and to the TFT device application.
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