• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.116-116
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• 2011

오늘날 표시장치는 경량, 고밀도, 고해상도 대면적화의 요구에 의해 TFT-LCD의 발전이 이루어졌다. TFT에는 반도체 재료로서, Poly-Si을 사용하는 Poly-Si TFT와 a-Si:H를 이용하는 a-Si;H TFT가 있는데 a-Si는 $350^{\circ}C$ 이하의 저온으로 제작이 가능하여 많이 사용되고 있다. 이러한 방향에 맞추어 bottom gate 구조의 a-Si TFT 실험을 진행하였다. P-type silicon substrate ($0.01{\sim}0.02{\Omega}-cm$)에 gate insulator 층인 SiNx (SiH4 : NH3 = 6:60)를 200nm 증착하였다. 그리고 그 위에 active layer 층인 a-Si (SiH4 : H2 : He =2.6 : 10 : 100)을 다른 RF power를 적용하여 100 nm 증착하였다. 그 위에 Source와 Drain 층은 Al 120 nm를 evaporator로 증착하였다. active layer, gate insulator 층은 ICP-CVD 장비를 이용하여 증착하였으며, 공정온도는 $300^{\circ}C$ 로 고정하였다. active layer층 증착시 RF power는 100W, 300W, 500W, 600W로 가변하였고, width/length는 100 um/8um로 고정하였다. 증착한 a-Si layer층을 Raman spectroscope, SEM 측정 하였으며, TFT 제작 후, VG-ID, VD-ID 측정을 통해 전기적 특성인 Threshold voltage, Subthreshold swing, Field effect mobility, ON/OFF current ratio를 비교해 보았다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권7호
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• pp.481-485
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• 2003

25㎛ 두께의 폴리이미드 박핀 기판을 glass 기판에 부착하여 최대 온도 150℃에서 비정질 실리콘 TFT를 제작하였다. 본 논문은 plastic 기판 위에 TFT가 제작되는 공정 절차를 요약하고 glass 위에 제작된 TFT와 ON/OFF 전달특성과 전계효과 이동도를 서로 비교해 보았다. a-SiN:H 코팅층은 plastic 기판의 표면 거칠기를 감소시키는 중요한 역할을 하여 TFT의 누설전류를 감소시키고 전계효과 이동도를 증가시켰다. 따라서 a-SiN:H 코팅층을 이용하여 plastic 기판에 양철의 TFT를 제작하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제9권1호
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• pp.30-37
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• 1996

Previously, crystallization of a-Si:H films on glass substrates were limited to anneal temperature below 600.deg. C, over 10 hours to avoid glass shrinkage. Our study indicates that the crystallization is strongly influenced by anneal temperature and weakly affected by anneal duration time. Because of the high temperature process and nonconducting substrate requirements for poly-Si TFTs, the employed substrates were limited to quartz, sapphire, and oxidized Si wafer. We report on poly-Si TFT's using high temperature anneal on a Si:H/Mo structures. The metal Mo substrate was stable enough to allow 1000.deg. C anneal. A novel TFT fabrication was achieved by using part of the Mo substrate as drain and source ohmic contact electrode. The as-grown a-Si:H TFT was compared to anneal treated poly-Si TFT'S. Defect induced trap states of TFT's were examined using the thermally stimulated current (TSC) method. In some case, the poly-Si grain boundaries were passivated by hydrogen. A-SI:H and poly-Si TFT characteristics were investigated using an inverted staggered type TFT. The poly -Si films were achieved by various anneal techniques; isothermal, RTA, and excimer laser anneal. The TFT on as grown a-Si:H exhibited a low field effect mobility, transconductance, and high gate threshold voltage. Some films were annealed at temperatures from 200 to >$1000^{\circ}C$ The TFT on poly-Si showed an improved $I_on$$I_off$ ratio of $10_6$, reduced gate threshold voltage, and increased field effect mobility by three orders. Inverter operation was examined to verify logic circuit application using the poly Si TFTs.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제1권2호
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• pp.7-11
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• 2000

a-Si:H and poly-Si TFT(thin film transistor) characteristics were investigated using an inverted staggered type TFT. The TFT an as-grown a-Si:H exhibited a low field effect mobility, transconductance, and high gate threshold voltage. The poly-Si films were achieved by using an isothermal and RTA treatment for glow discharge deposited a-Si:H films. The a-Si:H films were cystallized at the various temperature from 600$^{\circ}C$ to 1000$^{\circ}C$. As anneal temperature was elevated, the TFT exhibited increased g$\sub$m/ and reduced V$\sub$ds/. V$\sub$T/. The poly-Si grain boundary passivation with grain boundary trap types and activation energies as a function of anneal temperature. The poly-si TFT showed an improved I$\sub$nm//I$\sub$off/ ratio of 10$\^$6/, reduced gate threshold voltage, and increased field effect mobility by three orders.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.1099-1103
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• 2007

본 연구는 기존의 방식으로 만든 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 제조공정에서 발생되는 결함에 대한 원인을 분석하고 해결함으로써 수율을 증대시키고 신뢰성을 개선하고자한다. 본 연구의 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 Inverted Staggered 형태로 게이트 전극이 하부에 있다. 실험 방법은 게이트전극, 절연층, 전도층, 에치스토퍼 및 포토레지스터층을 연속 증착한다. 스토퍼층을 게이트 전극의 패턴으로 남기고, 그 위에 n+a-Si:H층 및 NPR(Negative Photo Resister)을 형성시킨다. 상부 게이트 전극과 반대의 패턴으로 NPR층을 패터닝 하여 그것을 마스크로 상부 n+a-Si:H 층을 식각하고, 남아있는 NPR층을 제거한다. 그 위에 Cr층을 증착한 후 패터닝하여 소오스-드레인 전극을 위한 Cr층을 형성시켜 박막 트랜지스터를 제조한다. 이렇게 제조한 박막 트랜지스터에서 생기는 문제는 주로 광식각공정시 PR의 잔존이나 세척시 얇은 화학막이 표면에 남거나 생겨서 발생되며, 이는 소자를 파괴시키는 주된 원인이 된다. 그러므로 이를 개선하기 위하여 ashing이나 세척공정을 보다 엄격하게 수행하였다. 이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의 세척과 여분의 처리 공정을 가하여 수율을 확실히 개선 할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.172-175
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• 2005

a-Si TFT는 TFT-LCD의 화소 스위칭(swiching) 소자로 폭넓게 이용되고 있다. 현재는 a-Si을 이용하여 gate drive IC를 기판에 집적하는 기술이 연구, 적용되고 있는데 이때 가장 큰 제약은 문턱 전압의 이동이다. 펄스(pulse)형태로 인가되는 gate 전압에 의한 문턱 전압 이동은 a-Si:H gate에 인가되는 펄스의 크기, duty cycle, drain pulse의 크기 및 동작 온도에 기인하며 실험결과를 통해 입증된다. 초기의 DC Stress 측정 Data를 이용하여 문턱전압이동을 모델링/시뮬레이션한 결과 a-Si:H gate 회로설계 및 펄스 조건에 따라 stress시간에 따른 gate의 출력 파형 예측이 가능하고 상온에서 Von=21V를 인가한 결과, 약 4년후에서 시프트레지스터 출력 파형이 열화되기 시작한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권1호
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• pp.20-28
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• 2003

In this paper, we present results of the comparative analysis of the flicker phenomena in the poly-Si TFT-LCD and a-Si:H TFT-LCD arrays for the development and manufacturing of wide-area and high-quality TFT-LCD displays. We used four different types of TFTs; a-Si:H TFT, excimer laser annealed (ELA) poly-Si TFT, silicide mediated crystallization (SMC) poly-Si TFT, and counter-doped lateral body terminal (LBT), poly-Si TFT. We defined the electrical quantity of the flicker so that we could compare the flickers quantitatively for four different 40" UXGA TFT-LCDs. We identify three factors contributing to the flicker, such as charging time, kickback voltage and leakage current, and analyze how much each of three factors give rise to the flincker in the different TFT-LCD arrays. In addition, we suggest and show that, in the case of the poly-Si TFT-LCD arrays, the low-level (minimum) gate voltages should be carefully chosen to minimize the flicker because of their larger leakage currents compared with a-Si TFT-LCD arrays.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1238_1239
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• 2009

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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.576-581
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• 2005

강유전체$(SrTiO_3)$ 박막을 게이트 절연층으로 하여 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 유리 기판 위에 제조하였다. 강유전체는 기존의 $SiO_2,\;SiN$ 등과 같은 게이트 절연체에 비하여 유전특성이 매우 뛰어나 TFT의 ON 전류를 증가시키고 문턱전압을 낮추며 항복특성을 개선하여 준다. PECVD에 의하여 증착된 a-Si:H는 FTIR 측정 결과 $2,000cm^{-1}$과 $876cm^{-1}$에서 흡수 밴드가 나타났으며, $2,000cm^{-1}$과 $635cm^{-1}$은 $SiH_1$의 stretching과 rocking 모드에 기인한 것이며 $876cm^{-1}$의 weak 밴드는 $SiH_2$ vibration 모드에 의한 것이다. a-SiN:H는 optical bandgap이 2.61 eV이고 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 IMV/cm 이상으로 우수한 절연특성을 갖고 있다. 강유전체를 이용한 TFT의 채널 길이는 $8~20{\mu}m$, 채널 넓이는 $80~200{\mu}m$로서 드레인 전류가 게이트 전압 20V에서 $3.4{\mu}A$이고 $I_{on}/I_{off}$ 비는 $10^5\~10^8,\;V_{th}$는 $4\~5\;volts$이다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제48권1호
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• pp.1-11
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• 1999

Hyrdogenated amorphous silicon thin film transistors are used as a pixel switching device of TFT-LCDs and very active research works on a-Si:H TFTs are in progress. Further development of the technology based on a-Si:H TFTs depends on the increased understanding of the device physics and the ability to accurately simulate the characteristics of them. A two-dimensional device simulator based on the realistic and flexible physical models can guide the device designs and their optimizations. A non-uniform finite-difference TFT Simulation Program, TFT2DS has been developed to solve the electronic transport equations for a-Si:H TFTs. In TFT2DS, many of the simplifying assumptions are removed. The developed simulator was used to calculate the transfer and output characteristics of a-Si:H TFTs. The measured data were compared with the simulated ones for verifying the validity of TFT2DS. Also the transient behaviors of a-Si:H TFTs were calculated even if the values of the related parameters are not accurately specified.