초록
강유전체(SrTiO$_3$) 박막을 게이트 절연층으로 하여 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 유리 기판위에 제조하였다. 강유전체는 기존의 SiO$_2$, SiN 등과 같은 게이트 절연체에 비하여 유전특성이 매우 뛰어나 TFT의 ON 전류를 증가시키고 문턱전압을 낮추며 항복특성을 개선하여 준다. PECVD 에 의하여 증착된 a-Si:H 는 FTIR 측정 결과 2,000 $cm^{-}$1 과 635 $cm^{-}$l 및 876 cm-1 에서 흡수 밴드가 나타났으며, 2,000 $cm^{-1}$ / 과 635 $cm^{-1}$ / 은 SiH$_1$ 의 stretching 과 rocking 모드에 기인 한 것이며 876 $cm^{-1}$ / 의 weak 밴드는 SiH$_2$ vibration 모드에 의한 것이다. a-SiN:H 는 optical bandgap 이 2.61 eV 이고 굴절률은 1.8 - 2.0, 저항률은 $10^{11}$ - $10^{15}$ $\Omega$-cm 정도로 실험 조건에 따라 약간 다르게 나타난다. 강유전체(SrTiO$_3$) 박막의 유전상수는 60 - 100 정도이고 항복전계는 1MV/cm 이상으로 우수한 절연특성을 갖고 있다. 강유전체를 이용한 TFT 의 채널 길이는 8 - 20 $\mu$m, 채널 넓이는 80 - 200 $\mu$m 로서 드레인 전류가 게이트 전압 20V에서 3 $\mu$A 이고 Ion/Ioff 비는 $10^{5}$ - $10^{6}$, Vth 는 4 - 5 volts 이다.
The a-Si:H TFTs using ferroelectric of SrTiO$_3$, as a gate insulator is fabricated on glass. Dielectric characteristics of ferroelectric is better than SiO$_2$, SiN. Ferroelectric increases ON-current, decreases threshold voltage of TFT and also breakdown characteristics. The a-Si:H deposited by PECVD shows absorption band peaks at wavenumber 2,000 $cm^{-1}$ /, 635 $cm^{-1}$ / and 876 $cm^{-1}$ / according to FTIR measurement. Wavenumber 2,000 $cm^{-1}$ /, 635 $cm^{-1}$ / are caused by stretching and rocking mode SiH1. The wavenumber of weaker band, 876 $cm^{-1}$ / is due to SiH$_2$ vibration mode. The a-SiN:H has optical bandgap of 2.61 eV, refractive index of 1.8 - 2.0 and resistivity of 10$^{11}$ - 10$^{15}$ aim respectively. Insulating characteristics of ferroelectric is excellent because dielectric constant of ferroelectric is about 60 - 100 and breakdown strength is over 1 MV/cm. TFT using ferroelectric has channel length of 8 - 20 $\mu$m and channel width of 80 - 200 $\mu$m. And it shows drain current of 3 $\mu$A at 20 gate voltages, Ion/Ioff ratio of 10$^{5}$ - 10$^{6}$ and Vth of 4 - 5 volts.
