Improvement of electrical characteristics on SPC-Si TFT employing $H_2$ plasma treatment

$H_2$ 플라즈마를 이용한 SPC-Si TFT의 전기적 특성 향상

본 논문에서는 ELA poly-Si TFT보다 뛰어난 균일도를 갖고, a-Si:H TFT보다 전기적 안정도가 우수한 PMOS SPC-Si TFT의 특성을 연구하였다. SPC-Si의 계면 특성을 향상 시키기 위해 $SiO_2$ 게이트 절연막을 증착하기 전에 Solid Phase Crystalline 실리콘(SPC-Si) 채널 영역에 다양한 H2 플라즈마 처리를 해주었다. PECVD를 이용하여 100W에서 H2 플라즈마 처리를 5분 해주었을 때 SPC-Si TFT의 전기적 특성이 향상되는 것을 볼 수 있는데, $V_{TH}$가 약 -3.91V, field effect mobility가 $22.68cm^2$/Vs, 그리고 Subthreshold swing이 0.64 정도를 보였다. 또한 소자에 Hot carrier stress($V_{GS}$=14.91V, $V_{DS}$=-15V, for 2,000sec)를 주었을 때도 전기적 특성이 변하지 않았으며, 일정한 bias stress($V_{GS}$=-15V, $V_{DS}$=-10V, for 2,000sec)를 가하였을 때도 $V_{TH}$가 증가하지 않았다. 이러한 결과를 통해 SPC-Si가 poly-Si TFT보다 더욱 안정함을 알 수 있었다.