• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.9 no.3
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• pp.279-284
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• 2014

This paper proposes a novel OLED pixel circuit to compensate the threshold voltage variation of p-channel low temperature polycrystalline silicon thin-film transistors (LTPS TFTs). The proposed 5-TFT OLED pixel circuit consists of 4 switching TFTs, 1 OLED driving TFT and 1 capacitor. One frame of the proposed pixel circuit is divided into initialization period, threshold voltage sensing and data programming period, data holding period and emission period. SmartSpice simulation results show that the maximum error rate of OLED current is -4.06% when the threshold voltage of driving TFT varies by ${\pm}0.25V$ and that of OLED current is 9.74% when the threshold voltage of driving TFT varies by ${\pm}0.50V$. Thus, the proposed 5T1C pixel circuit can realize uniform OLED current with high immunity to the threshold voltage variation of p-channel poly-Si TFT.

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.9 no.3
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• pp.75-81
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• 2019

In this work, we investigated a low temperature polycrystalline silicon (LTPS) thin film transistors fabrication process on polymer layers. Dehydrogenation and activation processes were performed by a furnace annealing at a temperature of $430^{\circ}C$ for 2 hr. The crystallization of amorphous silicon films was formed by excimer laser annealing (ELA) method. The p-type device performance, fabricated by polycrystalline silicon (poly-Si) films, shows a very good performance with field effect mobility of $77cm^2/V{\cdot}s$ and on/off ratio current ratio > $10^7$. We believe that the poly-Si formed by a LTPS process may be well suited for fabrication of poly-Si TFTs for bendable panel displays such as AMOLED that require circuit integration.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.71-71
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• 1999

현재 소자 제작에 응용되는 수소화된 비정질 실리콘은 PECVD 방법으로 제작하는 것이 보편적인 방법이다. 그러나 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 band gap edge 근처에서 국재준위가 많아 mobility가 작으며 상온에서 조차 불안정하여 신뢰성이 높지 않고, 도핑된 비정질 실리콘의 높은 비저항 등의 단점으로 인하여 고속 회로에 응용이 불가능하다. 반면 다결정질 실리콘 박막 트랜지스터는 a-Si:H TFT 에 비해 재현성이 우수하고 high resolution, high resolution, high contrast LCD에 응용할 수 있다. 하지만, 다결정 실리콘의 grain boundary로 인해 단결정에 비해 많은 defect 들이 존재하여 전도성을 감소시킨다. 따라서 Mobility를 증가시키기 위해서 grain size를 증가시키고 grain boundary 내에 존재하는 trap center를 감소시켜야 한다. 따라서 본 실험에서는 PECVD 장비로 초기 기판을 plasma 처리하여 다결정 실리콘 박막을 제작하여, 기판 처리에 대한 다결정 실리콘 박막의 성장의 특성을 조사하였다. 실험 방법으로는 PECVD 시스템을 이용하여 SiH4 gas와 H2 gas를 선택적으로 증착시키는 LBL 방법을 사용하여 $\mu$c-Si:H 박막을 제작하였다. 비정질 층을 gas plasma treatment 하여 다결정질 실리콘의 증착 initial stage 관찰을 주목적으로 관찰하였다. 다결정 실리콘 박막의 구조적 성질을 조사하기 위하여 Raman, AFM, SEM, XRD를 이용하여 grain 크기와 결정화도에 대해 측정하여 결정성장 mechanism을 관측하였다. LBL 방법으로 증착시킨 박막의 Raman 분석을 통해서 박막 증착 초기에 비정질이 증착된 후에 결정질로 상태가 변화됨을 관측할 수 있었고, SEM image를 통해서 증착 회수를 증가시키면서 grain size가 작아졌다 다시 커지는 현상을 볼 수 있었다. 이 비정질 층의 transition layer를 gas plasma 처리를 통해서 다결정 핵 형성에 영향을 관측하여 적정한 gas plasma를 통해서 다결정질 실리콘 박막 증착 공정을 단축시킬 수 있는 가능성을 짐작할 수 있었고, 또한 표면의 roughnes와 morphology를 AFM을 통하여 관측함으로써 다결정 박막의 핵 형성에 알맞은 증착 표면 특성을 분석 할 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1751-1753
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• 2000

다결정 실리콘 박막 트랜지스터 (poly-Si TFT)의 누설전류를 억제하기 위해 게이트 절연막(gate oxide)의 가장자리에 캐비티(cavity)를 가지는 새로운 구조의 다결정 박막 트랜지스터를 제안하였다. 캐비티는 드레인(drain) 공핍영역(depletion region) 위에 형성되어 드레인 주변에 유도되는 수직전계를 감소시켜 누설전류를 억제하고 소자의 안정성을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서 제작된 poly-Si TFT는 기존의 TFT에 비해 온-오프 전류비가 향상되었고 전기적 스트레스 후의 문턱전압 변화가 작음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.05a
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• pp.202-205
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• 2002

본 논문은 계속적인 소자의 이용은 전기적인 스트레스까지 야기시키는데, 특히 게이트에 인가되는 전압이나 전류 스트레스는 게이트 산화 막의 열화를 야기 시킬 수 있다. 유리기판위에 저온(${\leq}600^{\circ}C$)공정의 고상결정화을 통하여 다결정 박막 트랜지스터를 제작한 후, 이 소자에 게이트와 드레인에 전압 스트레스를 인가하여 출력 특상과 전달특성을 분석하였는데, 그 결과 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 전달특성은 게이트 와 드레인 전압에 의존하는데 임계전압은 긴 채널길이와 좁은 채널 폭에서 높고 출력특성은 갑자기 높은 드레인 전류가 흐른다. 전기적 스트레스가 인가된 소자는 드레인 전류를 감소시킨다. 결국 전계효과 이동도는 긴 채널길이와 좁은 폭의 채널에서 더 빠른 것을 알 수 있다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.8 no.2
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• pp.207-212
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• 2013

A novel pixel circuit that uses only n-type low-temperature polycrystalline silicon (poly-Si) thin-film transistors (LTPS-TFTs) to compensate the threshold voltage variation of a OLED driving TFT is proposed. The proposed 6T1C pixel circuit consists of 5 switching TFTs, 1 OLED driving TFT and 1 capacitor. When the threshold voltage of driving TFT varies by ${\pm}0.33$ V, Smartspice simulation results show that the maximum error rate of OLED current is 7.05 % and the error rate of anode voltage of OLED is 0.07 % at Vdata = 5.75 V. Thus, the proposed 6T1C pixel circuit can realize uniform output current with high immunity to the threshold voltage variation of poly-Si TFT.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.109-109
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• 2011

1T-1C로 구성되는 기존의 DRAM(Dynamic Random Access Memory)은 데이터를 저장하기 위한 적절한 capacitance를 확보해야 한다. 따라서 캐패시터 면적으로 인한 집적도에 한계에 직면해있다. 따라서 이를 대체하기 위한 새로운 DRAM인 1T (Transistor) DRAM이 각광받고 있다. 기존의 DRAM과 달리 SOI (Silicon On Insulator)기술을 이용한 1T-DRAM은 데이터 저장을 위한 캐패시터가 필요없다. Impact Ionization 또는 GIDL을 이용해 발생한 정공을 채널영역에 가둠으로 서 발생하는 포텐셜 변화를 이용한다. 이로서 드레인 전류가 변화하며, 이를 이용해 '0'과 '1'을 구분한다. 기존의 1T-DRAM은 단결정 실리콘을 이용하여 개발되었으나 좀더 광범위한 디바이스로의 적용을 위해서는 다결정 실리콘 박막의 형태로 제작이 필수적이다. 단결정 실리콘을 이용할 경우 3차원 집적이나 기판재료선택에 제한적이지만 다결정 실리콘을 이용할 경우, 기판결정이 자유로우며 실리콘 박막이나 매몰 산화층의 형성 및 두께 조절이 용이하다. 때문에 3차원 적층에 유리하여 다결정 실리콘 박막 형태의 1T-DRAM 제작이 요구되고 있다. 따라서 이번연구에서는 엑시머 레이저 어닐링 및 고상결정화 방법을 이용하여 결정화 시킨 다결정 실리콘을 이용하여 1T-DRAM을 제작하였으며 메모리 특성을 확인하였다. 기판은 상부실리콘 100 nm, buried oxide 200 nm로 구성된 SOI구조의 기판을 사용하였다. 엑시머 레이저 어닐링의 경우 400 mJ/cm2의 에너지를 가지는 KrF 248 nm 엑시머 레이저 이용하여 결정화시켰으며, 고상결정화 방법은 $400^{\circ}C$ 질소 분위기에서 24시간 열처리하여 결정화 시켰다. 두가지 결정화 방법을 사용하여 제작되어진 박막트랜지스터 1T-DRAM 모두 kink 현상을 확인할 수 있었으며 메모리 특성 역시 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지 IE
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• v.43 no.2
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• pp.11-15
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• 2006

In this paper characteristics of polycrystalline silicon crystallized by excimer laser on plastic substrate under 150$^{\circ}C$ is investigated. Amorphous silicon is deposited by rf-magnetron sputter in atmosphere of Ar and He for preventing depletion effect by dehydrogenation as deposition by PECVD. After annealing by 308 nm, 30 Hz, double pulse type XeCl excimer laser, p-chnnel low temperature polycrystalline silicon TFT which maximum mobility is $64cm^2/V{\cdot}s$ at $344mJ/cm^2$ is fabricate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.144-144
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• 2010

다결정 실리콘 박막트랜지스터 (poly-Si TFTs)는 벌크실리콘을 이용한 MOSFET소자에 비해 실리콘 박막의 형성이 간단하므로 대면적의 공정이 가능하며 다양한 기판위에 적용이 가능하여 LCD, OLED 등의 디스플레이 기기에 많이 이용되고 있다. 또한 poly-Si TFT는 3차원으로 적층된 소자의 제작이 가능하여 고집적의 한계를 극복할 소자로 주목받고 있다. 최근, DRAM은 캐패시터의 축소화와 구조적 공정이 한계점에 도달했으며 이를 극복하기 위하여 SOI 기판을 사용한 하나의 트랜지스터로 DRAM의 동작을 수행하는 1T-DRAM의 연구가 활발히 진행 중이다. 이러한 1T-DRAM 소자를 대면적과 다층구조의 공정이 가능한 poly-Si TFT를 이용하여 구현하면 초고집적의 메모리 소자를 제작 가능할 것이다. 따라서, 본 연구에서는 다결정 실리콘 박막트랜지스터 (poly-Si TFTs)를 이용한 1T-DRAM의 동작 특성을 연구하였다. 소자의 제작 방법으로는 200 nm의 열산화막이 성장된 p-type 실리콘 기판위에 상부실리콘으로 사용될 비정질 실리콘 박막을 LPCVD 방법으로 증착하였다. 다음으로 248 nm의 파장을 가지는 KrF 레이저를 이용한 eximer laser annealing (ELA) 공정을 통하여 결정화된 상부실리콘층에 TFT 소자를 제작하여 전기적 특성을 평가하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07d
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• pp.1836-1838
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• 1999

다결정 실리콘 박막 트랜지스터(TFT)의 누설전류를 줄이기 위하여 채널의 중간에 선택적으로 도핑된 영역을 가진 새로운 다결정 실리콘 TFT를 제안한다. 제안된 TFT에서는 채널의 일부가 선택적으로 도핑되어 채널 전체에 걸리는 전기장이 재분배된다. 제안된 n-채널 TFT는 $V_{GS}$<0, $V_{DS}$>0인 조건에서, 대부분의 전기장이 드레인 접합에 형성되는 공핍영역과, 도핑된 영역 중 소오스 쪽과 도핑되지 않은 채널 사이에 형성되는 공핍영역에 각각 나뉘어 걸린다. 기존의 다결정 실리콘 TFT와 비교할 때 드레인 접합에서 걸리는 전기장은 1/2로 감소하였고, 이에 따라 드레인 접합에서 생성되는 전자-홀 쌍도 현저히 감소하였다. 더구나 제안된 TFT의 온-전류는 기존의 TFT와 비교했을 때 거의 같거나 약간 감소하였으며 이에 따른 온/오프 전류비가 현저히 향상되었음을 실험을 통해 확인할 수 있었다.