• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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• pp.389-392
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• 2009

Metal oxides have been proposed as an alternative channel material to hydrogenated amorphous silicon in thin film transistors (TFTs) because their higher mobility and stability make them suitable for transistor active layers. Thin films of indium zinc oxide (IZO) were deposited using a High Target Utilization Sputtering (HiTUS) system on various dielectrics, some of which were also deposited with the HiTUS. Investigations into bottom-gated IZO TFTs have found mobilities of 8 $cm^2V\;^1s^{-1}$ and switching ratios of $10^6$. There is a variation in the threshold voltage dependent on both oxygen concentration, and dielectric choice. Silica, alumina and silicon nitride produced stable TFTs, whilst hafnia was found to break down as a result of the IZO.

• Journal of Information Display
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• 제13권3호
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• pp.113-118
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• 2012

Metal oxide semiconductors were considered promising materials as backplanes of future displays. Moreover, the adoption of carrier-suppressing metal into indium-zinc oxide (IZO) has become one of the most important themes in the metal oxide research field. In this paper, efforts to realize and optimize IZO with diverse types of carrier suppressors are summarized. Properties such as the band gap of metal in the oxidized form and its electronegativity were examined to confirm their relationship with the metal's carrier-suppressing ability. It was concluded that those two properties could be used as indicators of the carrier-suppressing ability of a material. As predicted by the properties, the alkali earth metals and early transition metals used in the research effectively suppressed the carrier and optimized the electrical properties of the metal oxide semiconductors. With the carrier-suppressing metals, IZO-based thin-film transistors with high (above $1cm^2/V{\cdot}s$) mobility, a lower than 0.6V/dec sub-threshold gate swing, and an over $3{\times}10^6$ on-to-off current ratio could be achieved.

• 한국재료학회지
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• 제28권12호
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• pp.758-762
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• 2018

The transfer characteristics of zinc tin oxide(ZTO) on silicon dioxide($SiO_2$) thin film transistor generally depend on the electrical properties of gate insulators. $SiO_2$ thin films are prepared with argon gas flow rates of 25 sccm and 30 sccm. The rate of ionization of $SiO_2$(25 sccm) decreases more than that of $SiO_2$(30 sccm), and then the generation of electrons decreases and the conductivity of $SiO_2$(25 sccm) is low. Relatively, the conductivity of $SiO_2$(30 sccm) increases because of the high rate of ionization of argon gases. Therefore, the insulating performance of $SiO_2$(25 sccm) is superior to that of $SiO_2$(30 sccm) because of the high potential barrier of $SiO_2$(25 sccm). The $ZTO/SiO_2$ transistors are prepared to research the $CO_2$ gas sensitivity. The stability of the transistor of $ZTO/SiO_2$(25 sccm) as a high insulator is superior owing to the high potential barrier. It is confirmed that the electrical properties of the insulator in transistor devices is an important factor to detect gases.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권11호
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• pp.15-19
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• 2007

OTFTs (Organic Thin Film Transistors)의 구동에 있어, 게이트 절연막 표면과 채널의 계면상태가 소자의 전기적 특성에 큰 영향을 미치게 된다. OTS(Octadecyltrichlorosilane)등과 같은 습식 SAM(Self Assembly Monolayer)를 이용하거나, $O_2$ Plasma와 같은 건식 표면 처리등 여러 표면 처리법에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 pentacene을 진공 증착하기 전에 게이트 절연막을 $O_2$ plasma와 Ar ion beam을 이용하여 건식법으로 전처리 한 후 표면 특성을 atomic force microscope (AFM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하여 비교 분석하였고, 각 조건으로 OTFT를 제작하여 전기적 특성을 확인하였다. Ar ion beam으로 표면처리 했을 때, $O_2$ plasma처리했을 때 보다 향상된 on/off ratio 전기적 특성을 얻을 수 있었다. 표면 세정을 위하여 $O_2$ plasma 처리시 $SiO_2$ 표면의 OH-기와 반응하여 oxide trap density가 높아지게 되고 이로 인하여 off current가 증가하는 문제가 발생한다. 불활성 가스인 Ar ion beam 처리를 할 경우 게이트 절연막의 세정 효과는 유지하면서, $O_2$ Plasma 처리했을 때 증가하게 되는 계면 trap을 억제할 수 있게 되어, mobility 특성은 동등 수준으로 유지하면서 off current를 현저하게 줄일 수 있게 되어, 결과적으로 높은 on/off ratio를 구현할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.11-11
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• 2010

Thin-film-transistors (TFTs) that can be deposited at low temperature have recently attracted lots of applications such as sensors, solar cell and displays, because of the great flexible electronics and transparent. Transparent and flexible transistors are being required that high mobility and large-area uniformity at low temperature [1]. But, unfortunately most of TFT structures are used to be $SiO_2$ as gate dielectric layer. The $SiO_2$ has disadvantaged that it is required to high driving voltage to achieve the same operating efficiency compared with other high-k materials and its thickness is thicker than high-k materials [2]. To solve this problem, we find lots of high-k materials as $HfO_2$, $ZrO_2$, $SiN_x$, $TiO_2$, $Al_2O_3$. Among the High-k materials, $Al_2O_3$ is one of the outstanding materials due to its properties are high dielectric constant ( ~9 ), relatively low leakage current, wide bandgap ( 8.7 eV ) and good device stability. For the realization of flexible displays, all processes should be performed at very low temperatures, but low temperature $Al_2O_3$ grown by sputtering showed deteriorated electrical performance. Further decrease in growth temperature induces a high density of charge traps in the gate oxide/channel. This study investigated the effect of growth temperatures of ALD grown $Al_2O_3$ layers on the TFT device performance. The ALD deposition showed high conformal and defect-free dielectric layers at low temperature compared with other deposition equipments [2]. After ITO was wet-chemically etched with HCl : $HNO_3$ = 3:1, $Al_2O_3$ layer was deposited by ALD at various growth temperatures or lift-off process. Amorphous InGaZnO channel layers were deposited by rf magnetron sputtering at a working pressure of 3 mTorr and $O_2$/Ar (1/29 sccm). The electrodes were formed with electron-beam evaporated Ti (30 nm) and Au (70 nm) bilayer. The TFT devices were heat-treated in a furnace at $300^{\circ}C$ and nitrogen atmosphere for 1 hour by rapid thermal treatment. The electrical properties of the oxide TFTs were measured using semiconductor parameter analyzer (4145B), and LCR meter.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권1호
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• pp.17-22
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• 2011

실험을 통해 구현한 ZnO 기반의 투명 박막트랜지스터의 기계적 특성을 분석하고 안정성에 대한 확보방안을 제시하기 위해 FEM (Finite Element Method)을 이용하여 소자를 구성하는 브릿지 와 패드 부분에 대한 구조해석을 실시하였다. 소자의 유연성 확보를 위해 설계된 브릿지 부분의 웨이브 패턴을 구현한 결과 실험 값 대비 최대 진폭의 크기가 오차 0.5%로 실험값과 유사한 신뢰성 있는 결과 값을 얻어낼 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 브릿지와 패드 사이에 나타나는 압축 응력을 확인하였으며, 압축 응력 값을 패드에 적용하여 그 변형 정도를 분석하였다. 기계적으로 안정성을 갖는 소자를 설계하기 위해 $SiO_2$ 절연층위의 ITO 전극과 ZnO 활성 층의 위치 및 크기를 예측 하였으며, SU-8 코팅 두께를 조절함으로써 중성 역학 층 (Neutral Mechanical Plane)의 위치와 구조적 타당성에 대하여 분석하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권1호
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• pp.1-7
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• 2012

산화물 박막트랜지스터를 이용하여 액정 디스플레이 패널에 내장할 수 있는 새로운 게이트 드라이버 회로를 설계하고 제작하였다. 산화물 박막트랜지스터는 문턱전압이 음의 값을 갖는 경우가 많기 때문에 본 회로에서는 음의 게이트 전압을 인가하여 트랜지스터를 끄는 방법을 적용하였다. 또한 세 개의 풀다운 트랜지스터를 병렬로 배치하고 번갈아 사용하므로 안정적인 동작이 가능하다. 제안한 회로는 트랜지스터의 문턱전압이 -3 V ~ +6 V인 범위에서 정상적으로 동작하는 것을 시뮬레이션을 통해서 확인하였으며, 실제로 유리 기판 상에 제작하여 안정적으로 동작하는 것을 검증하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권5호
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• pp.594-600
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• 2014

A threshold voltage compensation pixel circuit was developed for active-matrix organic light emitting diodes (AMOLEDs) using amorphous indium-gallium-zinc-oxide thin-film transistors (a-IGZO-TFTs). Oxide TFTs are n-channel TFTs; therefore, we developed a circuit for the n-channel TFT characteristics. The proposed pixel circuit was verified and proved by circuit analysis and circuit simulations. The proposed circuit was able to compensate for the threshold voltage variations of the drive TFT in AMOLEDs. The error rate of the OLED current for a threshold voltage change of 3 V was as low as 1.5%.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.43.1-43.1
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• 2011

Hydrogenated amorphous Si (a-Si:H), low temperature poly Si (LTPS) 등 기존 thin film transistors (TFTs)에 사용되던 채널 물질을 대체할 재료로써 다양한 연구가 진행되고 있는 amorphous indium-gallium-zinc-oxide (a-IGZO)는 TFT에 적용하였을 때 뛰어난 전기적 특성과 재연성을 나타낼 뿐만 아니라 넓은 밴드갭을 가져 투명소자로도 응용이 가능하다. 본 연구에서는 a-IGZO의 열처리에 따른 소자의 전기적 특성과 조성 분포의 관계를 확인하기 위해 다음과 같이 실험을 진행하였다. Si/SiO2 기판 위에 DC sputter를 이용하여 IGZO를 증착하고 $350^{\circ}C$에서 열처리를 한 후 evaporator로 Al 전극을 형성시켰다. 이 때 전기적 특성의 변화를 비교하기 위해 열처리 한 샘플과 열처리 하지 않은 샘플에 대해 I-V 특성을 측정하였고, 채널 내부의 조성 분포 변화를 transmission electron microscopy (TEM)의 energy dispersive spectrometer (EDS)를 이용하여 관찰하였다. 그 결과 열처리 된 a-IGZO 채널 층의 산소 비율이 감소하였으며 전체적인 조성이 고르게 분포 되었고 전기적 특성은 향상되었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제6권4호
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• pp.539-542
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• 2011

Thin-film transistors (TFTs) are fabricated using an amorphous indium gallium zinc oxide (a-IGZO) channel layer by rf-magnetron sputtering. Oxygen partial pressure significantly changed the transfer characteristics of a-IGZO TFTs. Measurements performed on a-IGZO TFT show the change of threshold voltage in the transistor channel layer and electrical properties with varying $O_2$ ratios. The device performance is significantly affected by adjusting the $O_2$ ratio. This ratio is closely related with the modulation generation by reducing the localized trapping carriers and defect centers at the interface or in the channel layer.