| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 가을 (11/24 ~ 11/26, 경주 라한호텔) |
| 권호 | 27권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | 원자층 증착 공정으로 형성된 SnO2 박막에 대한 Al2O3 슈퍼사이클 효과 |
| 초록 | 현재까지 ITO등 n형 산화물 반도체를 채널층으로 이용하는 박막형 트랜지스터 (Thin film transistor, TFT)의 개발 및 활용이 디스플레이 분야를 중심으로 활발하게 진행되고 있다. 그러나, p형 산화물 반도체를 채널층으로 활용하는 박막형 트랜지스터(Thin film transistor, TFT)의 전기적 특성은 아직 n형 산화물 박막형 트랜지스터 (Thin film transistor, TFT) 대비 개발이 되지 않았으며, 이는 현재 산화물 박막형 트랜지스터 (Thin film transistor, TFT)의 활용 범위가 제한되고 있는 주요한 원인이다. n형 트랜지스터와 p형 트랜지스터를 동시에 활용하는 CMOS 로직 회로는 n형 트랜지스터 로직 회로 대비 전력 소모가 낮고, 동작 속도가 빠르며, 회로설계 및 구동이 쉽다는 장점이 있다. 따라서 우수한 전기적 특성을 가지는 p형 산화물 박막형 트랜지스터 (Thin film transistor, TFT)의 개발을 통해 활용범위를 획기적으로 확대할 수 있다. 본 연구는, 위와 같은 문제를 해결하고 CMOS 로직 회로에 이용 가능한 P형 산화물 박막형 트랜지스터 (Thin film transistor, TFT) 개발을 위해 SnO2 기반의 원자층 공정(Atomic Layer Deposition, ALD)을 개발하고 특히 중간층으로 삽입된 Al2O3 슈퍼사이클 효과를 고찰하였다. 원자층 공정(Atomic Layer Deposition, ALD)을 이용하여 200℃에서 Al2O3 층을 슈퍼 싸이클로 삽입한 SnO2를 제작하였을 때 전하 홀 이동도는 2.97cm2/V•s, 면저항은 4,460Ω/□을 얻을 수 있었다. 원자층 공정(Atomic Layer Deposition, ALD) 소스인 TMA(Trimethylaluminum)의 강한 환원력으로 인해 SnO2 박막 내부에 산소 공공 (Oxygen vacancy) 가 형성된 것으로 판단되며 이를 통해 SnO (즉 Sn2+ 산화물 조성) 구조를 유발하여, 박막 내부에서 p형 산화물 박막형 트랜지스터 (Thin film transistor, TFT)의 제작 가능성 또한 확인하였다. P형 산화물 박막형 트랜지스터 (Thin film transistor, TFT)를 제작하는 경우 전하 홀 이동도는 10cm2/V•s 이상, 서브문턱스윙 (Subthreshold Swing)는 200mV/dec 이하, On/Off 비는 약 103, 투과도 90% 이상, 공정 온도 300℃ 이하의 소자 개발의 가능성을 보여주었다. 위와 같은 실험을 통해, SnO2-Al2O3 혼합 박막구조가 p형 산화물 박막형 트랜지스터 (Thin film transistor, TFT) 소자를 적용을 통해 CMOS 로직 회로 구현에 적용될 것으로 기대된다. |
| 저자 | 김지웅, 이왕곤, 안영환, 김지수, 서형탁 |
| 소속 | 아주대 |
| 키워드 | p형 산화물 TFT |
