• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2061-2062
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• 2006

a-Si(amorphous silicon) TFT(thin film transistor)는 TFT-LCD(liquid crystal display)의 화소 스위칭(switching) 소자로 폭넓게 이용되고 있다. 현재는 a-Si을 이용하여 gate drive IC를 기판에 집적하는 ASG(amorphous silicon gate) 기술이 연구, 적용되고 있는데 이때 가장 큰 제약은 문턱 전압(Vth)의 이동이다. 특히 고온에서는 문턱 전압의(Vth) 이동이 가속화 되고, Ioff current가 증가 하게 되고, 저온($0^{\circ}C$)에서는 전류 구동능력이 상온($25^{\circ}C$) 상태에서 같은 게이트 전압(Vg)에 대해서 50% 수준으로 감소하게 된다. 특히 ASG 회로는 여러 개의 TFT로 구성되는데, 각각의 TFT가 고온에서 Vth shift 값이 다르게 되어 설계시 예상하지 못 한 고온에서의 화면 무너짐 현상 즉 고온 노이즈 불량이 발생 할 수 있다. 고온 노이즈 불량은 고온에서의 각 TFT의 문턱전압 및 $I_D-V_G$ 특성을 측정한 결과 고온 노이즈 불량에 영향을 주는 인자가 TFT의 width와 기생 capacitor비 hold TFT width가 영향을 주는 것으로 실험 및 시뮬레이션 결과 확인이 되었다. 발생 mechanism은 ASG 회로는 AC 구동을 하기 때문에 Voff 전위에 ripple이 발생 되는데 특히 고온에서 ripple이 크게 증가 하여 출력 signal에 영향을 주어 불량이 발생하는 것을 규명하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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• pp.141-144
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• 1998

The electrical characteristics of poly-Si TFT's with offset structure by negative bias stress are systematically investigated as a function of offset length. The changes of electrical characteristics, V$\_$th/, off-current, on/off ratio, in the offset structured poly-Si TFT's are smaller than that of the conventional structured poly-Si TFT's under the stress condition (V$\_$ds/=20V, V$\_$gs/=-20V). It is found that the hot carrier effect by negative bias stress is suppressed by the offset structured poly-Si TFT's because the local electric field near the drain region is decreased by offset region.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.90-93
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• 1996

The conduction mechanisms of the off-current in low temperature ($\leq$600$^{\circ}C$) processed polycrystalline silicon thin film transistors (LTP poly-Si TFT's) has been systematically studied. Especially, the temperature and bias dependence of the off-current between unpassivated and passivated poly-Si TFT's was investigated and compared. The off-current of unpassivated poly-Si TFT's is due to a resistive current at low gate and drain voltage, thermal emission current at high gate, low drain voltage, and field enhanced thermal emission current in the depletion region near the drain at high gate and drain voltage. After hydrogenation, it was observed that the off-currents were remarkably reduced by plasma-hydrogenation. It was also observed that the off-currents of the passivated poly-Si TFT's are more critically dependent on temperature rather than electric field.

• 전자공학회논문지A
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• 제30A권1호
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• pp.23-30
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• 1993

Hydrogenation on the top gate and bottom gate Poly-Si TET's was performed by using Nh$_{3}$ plasma and annealing SiN film deposited by PECVD and then the electric characteristics on Poly-Si TET were investigated. As the time of NA$_{3}$ plasma treatment increaes, on/off current ratio gradually increases and the swing value decreases. The trap densities of graim boundaries in Poly-Si decrease very much during the inital 20min of hydrogenation time, and the decreasing scale becomes smaller after 20 min. The electric characteristics of the top gate TFT are better than those of the bottom gate TFT, it is considered due to the defects at the interface between the Poly-Si and the underlayer, SiO$_{2}$. After NH$_{3}$ plasma was treated for 2 hours for the top gate TFT, as the aging time atroon temperature increases on current was not scacely changed and off current decreases more than 1 order. Gate current density recovers to original value after the aging treatment for 8 days and then the electric characteristics are finally improved. It is suggested that the degraded characteristics of gate oxide are improved, from the variations of C-V characteristics with aging time. For the hydrogenation of isothermal and isochronal annealing SiN film deposited by PECVD, the characteristics of Poly-Si TFT are improved with increasing annealing temperature and are not largely changed with increasing annealing time. This results is good in agreement with the hydrogen reduction in Sin film as variations of annealing temperature and time.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.205-205
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• 2015

최근, 비정질 산화물 반도체를 이용한 TFT는 투명성, 유연성, 저비용, 저온공정이 가능하기 때문에 차세대 flat-panel 디스플레이의 back-plane TFT로써 다양한 방면에서 연구되고 있다. 산화물 반도체 In-Zn-O-시스템에서는 Gallium (Ga)을 suppressor로 사용한 a-In-Ga-Zn-O (a-IGZO) 뿐만 아니라, Magnesium (Mg), Hafnium (Hf), Tin (Sn), Zirconium (Zr) 등의 다양한 물질이 연구되었다. 그 중 Silicon (Si)은 Ga, Hf, Sn, Zr, Mg과 같은 suppressor에 비해 구하기 쉬우며 가격적인 측면에서도 저렴하다는 장점이 있다. solution 공정으로 제작한 산화물 반도체 TFT는 진공 시스템을 사용한 공정보다 공정시간이 짧고, 저비용, 대면적화가 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 투명하고 유연한 device를 제작하기 위해서는 저온 공정과 low thermal budget은 필수적이다. 이러한 측면에서 MWI (Microwave Irradiation)는 저온공정이 가능하며, 짧은 공정 시간에도 불구하고 IZO 시스템의 산화물 반도체의 전기적 특성 향상을 기대할 수 있는 효율 적인 열처리 방법이다. 본 연구에서는 In-Zn-O 시스템의 TFT에서 silicon (Si)를 Suppressor로 사용한 a-Si-In-Zn-O (SIZO) TFT를 제작하여 두 가지 열처리 방법을 사용하여 TFT의 전기적 특성을 확인하였다. 첫 번째 방법은 Box Furnace를 사용하여 N2 분위기에서 $600^{\circ}C$의 온도로 30분간 열처리 하였으며, 두 번째는 MWI를 사용하여 1800 W 출력 (약 $100^{\circ}C$)에 2분간 열처리 하였다. MWI 열처리는 Box Furnace 열처리에 비해 저온 공정 및 짧은 시간에도 불구하고 향상된 전기적 특성을 확인 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.199-199
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• 2010

최근 평판 디스플레이 산업의 발전에 따라 능동행렬 액정 표시 소자 (AMOLED : Active Matrix Organic Liquid Crystral Display) 가 차세대 디스플레이 분야에서 각광을 받고있다. 기존의 TFT-LCD에 사용되는 a-Si:H는 균일도가 좋지만 전기적인 스트레스에 의해 쉽게 열화되고 낮은 이동도는 갖는 단점이 있으며, ELA (Eximer Laser Annealing) 결정화 poly-Si은 전기적인 특성은 좋지만 uniformity가 떨어지는 단점을 가지고 있어서 AMOLED 및 대면적 디스플레이에 적용하기 어렵다. 따라서 a-Si:H TFT보다 좋은 전기적인 특성을 보이며 ELA 결정화 poly-Si TFT보다 좋은 uniformity를 갖는 SPC (Solid Phase Crystallization) poly-Si TFT가 주목을 받고있다. 본 연구에서는 차세대 디스플레이 적용을 위해서 glass 기판위에 증착된 a-Si을 SPC 로 결정화 시킨 후 TFT를 제작하고 평가하였다. 또한 TFT 형성시에 저온공정을 실현하기 위해서 소스/드레인 영역에 실리사이드를 형성시켰다. 소자 제작시의 최고온도는 $500^{\circ}C$ 이하에서 공정을 진행하는 저온 공정을 실현하였다. Glass 기판위에 a-Si이 80 nm 증착된 기판을 퍼니스에서 24시간 동안 N2 분위기로 약 $600^{\circ}C$ 에서 결정화를 진행하였다. 노광공정을 통하여 Active 영역을 형성시키고 E-beam evaporator를 이용하여 약 70 nm 의 Pt를 증착시킨 후, 소스와 드레인 영역의 실리사이드 형성은 N2 분위기에서 $450^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $550^{\circ}C$에서 열처리를 통하여 형성하였다. 게이트 절연막은 스퍼터링을 이용하여 SiO2를 약 15 nm 의 두께로 증착하였다. 게이트 전극의 형성을 위하여 E-beam evaporator 을 이용하여 약 150 nm 두께의 알루미늄을 증착하고 노광공정을 통하여 게이트 영역을 형성 후 에 $450^{\circ}C$, H2/N2 분위기에서 약 30분 동안 forming gas annealing (FGA)을 실시하였다. 제작된 소자는 실리사이드 형성 온도에 따라서 각각 다른 특성을 보였으며 $450^{\circ}C$에서 실리사이드를 형성시킨 소자는 on currnet와 SS (Subthreshold Swing)이 가장 낮은것을 확인하였다. $500^{\circ}C$와 $550^{\circ}C$에서 실리사이드를 형성시킨 소자는 거의 동일한 on current와 SS값을 나타냈다. 이로써 glass 기판위의 SB-TFT 제작 시 실리사이드 형성의 최적온도는 $500^{\circ}C$로 생각되어 진다. 위의 결과를 토대로 본 연구에서는 SPC 결정화 방법을 이용하여 SB-TFT를 성공적으로 제작 및 평가하였고, 차세대 디스플레이에 적용할 경우 우수한 특성이 기대된다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2006년도 6th International Meeting on Information Display
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• pp.747-751
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• 2006

The hydrogenated amorphous silicon thin film transistor (a-Si:H TFT) with copper as source and drain electrode has been fabricated to obtain its transfer characteristics and stressed with positive and negative bias to investigate the instability variation comparing to conventional MoW-Al based TFT device. The results show that there is no copper diffusion into active layer of a-Si:H TFT, even during the thermal process. In addition, a 15-inch XGA a Si:H TFT LCD display utilizing Cu as gate electrodes has been developed.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권2호
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• pp.1344-1347
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• 2007

We have fabricated bottom gate TFTs with active layers of amorphous/microcrystalline Si double layers (DL). Dynamic electric stresses were applied to DL TFTs and a-Si TFTs to compare their degradation characteristics. The DL TFTs were more stable under dynamic stresses than a-Si TFTs.

• 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.