• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.217.1-217.1
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• 2015

본 연구에서는 차세대 투명소자의 기본 요구사항인 투명 산화물 TFT를 제조하는데 가장 유망한 재료인 IGZO (Indium-Gallium-Zinc oxide) 박막의 구동 안정성과 신뢰성을 높이기 위한 후처리 기술을 제시하고자 한다. 이는 기존의 400도 이상의 고온 후열처리 공정을 대체할 수 있는 기술로써, IGZO 박막의 스퍼터링 공정 후에 동일 챔버에서 전자빔 조사를 통해 수분 이하의 고속 후처리를 진행함으로써 가능하다. 본 발표에서는 전자빔 후처리 공정을 통해 얻어지는 IGZO 기반의 TFT 소자 물성에 대해서 소개가 이루어질 것이다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.119-122
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• 2008

In this paper, we describe the current status and issues of the oxide thin-film transistors (OTFTs), which attract much attention as an emerging new backplane technology replacing conventional silicon-based TFTs technologies. First, the unique benefits of OTFTs will be presented as a backplane for large-sized AMOLED including note-book PC, second TV and HD-TV. And then, the state-of-the-art transistor performance and uniformity characteristics of OTFTs will be highlighted. The obtained a-IGZO TFTs exhibited the field-effect mobility of $18\;cm^2/Vs$, threshold voltage of 1.8 V, on/off ratio of $10^9$, and subthreshold gate swing of 0.28 V/decade. In addition, the world largest-sized 12.1-inch WXGA active-matrix organic light emitting diode (AMOLED) display is demonstrated using indium-gallium-zinc oxide (IGZO) TFTs.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.137-137
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• 2009

Indium Gallium Zinc Oxide (IGZO) thin films for TFT channel were prepared by using a Facing Target Sputtering (FTS) system. To investigate the effect of oxygen on the optical and the electrical properties of amorphous InGaZnO(a-IGZO), we prepared thin films by FTS system in various oxygen atmospheres at room temperature. As-deposited IZTO thin films were investigated by using a UV/VIS spectrometer, an X-ray diffractometer, a Hall Effect measurement system, and an atomic force microscope. The quantitative analysis of the films was carried out by using the energy dispersive X-ray (EDX) technique for the as-deposited film.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.15 no.2
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• pp.249-254
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• 2015

Solution-derived amorphous indium-gallium-zinc oxide (a-IGZO) thin-film-transistor (TFTs) were developed using a microwave irradiation treatment at low process temperature below $300^{\circ}C$. Compared to conventional furnace-annealing, the a-IGZO TFTs annealed by microwave irradiation exhibited better electrical characteristics in terms of field effect mobility, SS, and on/off current ratio, although the annealing temperature of microwave irradiation is much lower than that of furnace annealing. The microwave irradiated TFTs showed a smaller $V_{th}$ shift under the positive gate bias stress (PGBS) and negative gate bias stress (NGBS) tests owing to a lower ratio of oxygen vacancies, surface absorbed oxygen molecules, and reduced interface trapping in a-IGZO. Therefore, microwave irradiation is very promising to low-temperature process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.154.1-154.1
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• 2014

Indium gallium zinc oxide (IGZO)는 차세대 디스플레이 평판 패널에 사용되는 반도체 화합물의 일종으로 최근 주목받고 있는 물질의 하나이다. 기존의 IGZO를 사용하여 박막을 증착한 뒤 표면 처리를 통해 박막의 특성 변화에 대한 연구들이 진행되어 왔으며, 기존의 연구들은 plasma 환경에 노출을 시켜 간접적인 plasma treatment를 통해 박막의 특성을 향상시켜 왔다. 본 연구에서는 기존의 plasma treatment에서 발견된 방식인 ion beam treatment를 통해 플라즈마를 직접적으로 표면에 조사하여 박막의 특성 변화를 알아보았다. 한국표준과학연구원에서 자체 제작한 chamber를 이용하여 RF sputter로 Si wafer 위에 IGZO 박막을 증착하고 수소 ion beam treatment를 한 뒤, SEM과 XPS를 사용하여 박막 표면의 물성 변화를 분석하였다. 실험에 사용된 chamber에는 sputter gun과 ion beam이 함께 장착되어 있으며, scroll pump와 TMP를 사용하여 pressure를 유지하였다. 실험 시 base pressure는 $1.4{\times}10^{-6}Torr$였다. RF power 150 W. ion beam power 2,000 V에서 실험을 진행하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.36 no.5
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• pp.463-473
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• 2023

In recent years, the transparent amorphous oxide thin film transistor represented by indium-gallium-zinc-oxide (IGZO) has become the first choice of the next generation of integrated circuit control components. This article contributes an overview of IGZO thin-film transistors (TFTs), including their fundamental principles and recent advancements. The paper outlines various TFT structures and places emphasis on the fabrication process of the active layer. The result showed that the size of the active layer including the length-to-width ratio and the width could have a significant effect on the mobility. And the process of TFT could influence the crystal structure of IGZO thin film. Furthermore, the article presents an overview of recent applications of IGZO TFTs, such as their use in display drivers and TFT memories. At last, the future development of IGZO TFT is forecasted in this paper.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.27 no.10
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• pp.648-652
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• 2014

We have investigated the effect of electrical properties of amorphous InGaZnO thin film transistors (a-IGZO TFTs) by post thermal annealing in $O_2$ ambient. The post-annealed in $O_2$ ambient a-IGZOTFT is found to be more stable to be used for oxide-based TFT devices, and has better performance, such as the on/off current ratios, sub-threshold voltage gate swing, and, as well as reasonable threshold voltage, than others do. The interface trap density is controlled to achieve the optimum value of TFT transfer and output characteristics. The device performance is significantly affected by adjusting the annealing condition. This effect is closely related with the modulation annealing method by reducing the localized trapping carriers and defect centers at the interface or in the channel layer.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.53.2-53.2
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• 2010

지금까지 능동 구동 디스플레이의 TFT backplane에 사용하고 있는 채널 물질로는 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)과 저온 폴리실리콘(low temperature poly-Si)이 대표적이다. 수소화된 비정질 실리콘은 TFT-LCD 제조에 주로 사용되는 물질로 제조 공정이 비교적 간단하고 안정적이며, 생산 비용이 낮고, 소자 간 특성이 균일하여 대면적 디스플레이 제조에 유리하다. 그러나 a-Si:H TFT의 이동도(mobility)가 1 cm2/Vs이하로 낮아 Full HD 이상의 대화면, 고해상도, 고속 동작을 요구하는 UD(ultra definition)급 디스플레이를 개발하는데 있어 한계 상황에 다다르고 있다. 또한 광 누설 전류(photo leakage current)의 발생을 억제하기 위해서 화소의 개구율(aperture ratio)을 감소시켜야하므로 패널의 투과율이 저하되고, 게이트 전극에 지속적으로 바이어스를 인가 시 TFT의 문턱전압(threshold voltage)이 열화되는 문제점을 가지고 있다. 문제점을 극복하기 위한 대안으로 근래 투명 산화물 반도체(transparent oxide semiconductor)가 많은 관심을 얻고 있다. 투명 산화물 반도체는 3 eV 이상의 높은 밴드갭(band-gap)을 가지고 있어 광 흡수도가 낮아 투명하고, 광 누설 전류의 영향이 작아 화소 설계시 유리하다. 최근 다양한 조성의 산화물 반도체들이 TFT 채널 층으로의 적용을 목적으로 활발하게 연구되고 있으며 ZnO, SnO2, In2O3, IGO(indium-gallium oxide), a-ZTO(amorphous zinc-tin-oxide), a-IZO (amorphous indium-zinc oxide), a-IGZO(amorphous indium-galliumzinc oxide) 등이 그 예이다. 이들은 상온 또는 $200^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 PLD(pulsed laser deposition)나 스퍼터링(sputtering)과 같은 물리적 기상 증착법(physical vapor deposition)으로 손쉽게 증착이 가능하다. 특히 이중에서도 a-IGZO는 비정질임에도 불구하고 이동도가 $10\;cm2/V{\cdot}s$ 정도로 a-Si:H에 비해 월등히 높은 이동도를 나타낸다. 이와 같이 a-IGZO는 비정질이 가지는 균일한 특성과 양호한 이동도로 인하여 대화면, 고속, 고화질의 평판 디스플레이용 TFT 제작에 적합하고, 뿐만 아니라 공정 온도가 낮은 장점으로 인해 플렉시블 디스플레이(flexible display)의 backplane 소재로서도 연구되고 있다. 본 실험에서는 rf sputtering을 이용하여 증착한 a-IGZO 박막에 대하여 열처리 조건 변화에 따른 a-IGZO 박막들의 광학적, 전기적 특성변화를 살펴보았고, 이와 더불어 a-IGZO 박막을 TFT에 적용하여 소자의 특성을 분석함으로써, 열처리에 따른 Transfer Curve에서의 우리가 요구하는 Threshold Voltage(Vth)의 변화를 관찰하였다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.1097-1100
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• 2008

We demonstrate that the performance of amorphous indium-gallium-zinc-oxide (IGZO) thin-film transistors (TFT) can be optimized by controlling the interfaces between IGZO and sandwiching insulators and by proper deposition of IGZO layer. Specifically, contact and channel resistances are decreased by reducing IGZO bulk resistance and optimizing dry-etch process, respectively. Field-effect mobility ($\mu_{FE}$) and subthreshold gate swing (S) are further enhanced by fine-tuning IGZO deposition condition.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.19 no.1
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• pp.24-27
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• 2009

Indium Gallium Zinc Oxide (IGZO) thin films were deposited onto 300 nm-thick oxidized Si substrates and glass substrates by direct current (DC) magnetron sputtering of IGZO targets at room temperature. FESEM and XRD analyses indicate that non-annealed and annealed IGZO thin films exhibit an amorphous structure. To investigate the effect of an annealing treatment, the films were thermally treated at $300^{\circ}C$ for 1hr in air. The IGZO TFTs structure was a bottom-gate type in which electrodes were deposited by the DC magnetron sputtering of Ti and Au targets at room temperature. The non-annealed and annealed IGZO TFTs exhibit an $I_{on}/I_{off}$ ratio of more than $10^5$. The saturation mobility and threshold voltage of nonannealed IGZO TFTs was $4.92{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}s$ and 1.46V, respectively, whereas these values for the annealed TFTs were $1.49{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}$ and 15.43V, respectively. It is believed that an increase in the surface roughness after an annealing treatment degrades the quality of the device. The transmittances of the IGZO thin films were approximately 80%. These results demonstrate that IGZO thin films are suitable for use as transparent thin film transistors (TTFTs).