Effects of Hf addition in thin-film-transistors using Hf-Zn-O channel layers deposited by atomic layer deposition

본 연구는 ZnO-TFT 소자에 Hf의 첨가에 따른 소자 특성 및 게이트 바이어스 스트레스에 대한 특성에 대해 분석을 하였다. Hf-Zn-O 박막은 Hf의 조성이 증가함에 따라 작아지는 grain size로 인해 TFT 소자의 전계효과 이동도와 게이트 바이어스 스트레스에서의 문턱전압의 변화가 더 커지는 것을 확인하였다. 한편, Hf이 14at% 함유된 HZO-TFT에서는 이동도는 현저히 저하되었지만, 게이트 바이어스 스트레스에서의 문턱전압의 변화가 현저히 개선되는 것을 확인하였는데, 이는 Hf의 조성이 증가함에 따라 비정질화 되어 grain boundaries에 의한 trap의 영향이 줄어든 결과를 확인하였다. 또한, 전계효과 이동도와 소자의 안정성을 확보하기 위해, poly-ZnO와 amorphous-HZO로 구성된 다중층 채널 구조를 이용한 TFT소자에서는 전계효과 이동도과 소자의 안정성이 개선된 결과를 보였다. 이는 채널과 게이트 산화물의 interface charge trap의 감소와 back-channel effect가 감소한 결과임을 확인하였다.