• 제목/요약/키워드: n-channel TFT

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ELA 결정화와 SPC 결정화를 이용한 쇼트키 장벽 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 (Schottky barrier Thin-Film-Transistors crystallized by Excimer laser annealing and solid phase crystallization method)

  • 신진욱;최철종;조원주
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.129-130
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    • 2008
  • Polycrystalline silicon (poly-Si) Schottky barrier thin film transistors (SB-TFT) are fabricated by erbium silicided source/drain for n-type SB-TFT. High quality poly-Si film were obtained by crystallizing the amorphous Si film with excimer laser annealing (ELA) or solid phase crystallization (SPC) method. The fabricated poly-Si SB-TFTs have a large on/off current ratio with a low leakage current. Moreover, the electrical characteristics of poly-Si SB TFTs are significantly improved by the additional forming gas annealing in 2 % $H_2/N_2$, because the interface trap states at the poly-Si grain boundaries and at the gate oxide/poly-Si channel decreased.

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스트레스 인가에 의한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 열화 특성 (Degradation of Polycrystalline Silicon Thin Film Transistor by Inducing Stress)

  • 백도현;이용재
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.322-325
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    • 2000
  • N-channel poly-Si TFT, Processed by Solid Phase Crystalline(SPC) on a glass substrate, has been investigated by measuring its electrical properties before and after electrical stressing. It is observed that the threshold voltage shift due to electrical stress varies with various stress conditions. Threshold voltages measured in 1.5$\mu\textrm{m}$ and 3$\mu\textrm{m}$ poly-Si TFTs are 3.3V, 3.V respectively. With the threshold voltage shia the degradation of transconductance(G$\_$m/) and subthreshold swing(S) is also observed.

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a-Si:H/a-SiN:H 계면에서 각각 phosphorus로 도핑된 층이 TFT 이동도에 미치는 영향

  • 지정환;이상권;김병주;문영순;최시영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.254-254
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    • 2011
  • 현재 AMLCD(Active Matrix Liquid Crystal Display)는 노트북, 컴퓨터, TV등 여러 영상매체에 있어 가장 많이 활용되고 있는 디스플레이로 손꼽힌다. AMLCD에 구동소자로 사용되는 a-Si:H TFT는 낮은 제조비용과 축적된 기술을 바탕으로 가장 많이 쓰이고 있다. 특히 a-Si이 가지는 소형화나 대형화의 편의성은 모바일 기기, projection TV, 광고용 패널 등 적용분야가 점점 넓어지고 있는 추세이다. 하지만 a-Si라는 물질 자체가 가지는 낮은 이동도는 더 많은 application을 위해 해결되어야 할 과제이다. 낮은 이동도는 a-Si 실리콘 원자간 결합의 불규칙성 및 무질서와 dangling bond에 의한 localize state(deep trap, band tail)의 존재 때문에 발생하며 결과적으로 TFT 소자의 특성의 저하를 가져온다. 앞선 연구에서는 carrier이동도의 개선을 위해서 첫 번째로 insulator층과 active층 사이의 계면 상태를 향상시키기 위해 insulator로 쓰이는 a-SiN층 표면에 0~18 sccm의 유량으로 phosphorus를 주입하였다. AFM분석을 해본 결과 phosphorus를 주입함으로써 계면의 roughness가 줄어드는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 계면의 roughness 감소는 표면 산란(surface scattering)및 전자 포획(trap)의 영향을 줄임으로써 이동도의 향상을 가져왔다. 두 번째로 active층으로 쓰이는 a-Si:H 층의 표면에 phosphorus를 0?9sccm의 유량으로 doping하였다. 이로 인해 channel이 형성되는 active 영역에 직접적으로 불순물을 doping됨으로써 전도도를 증가되어 이동도를 향상시켰다. 하지만 지나친 doping은 불순물 산란(impurity scattering)의 증가로 인해 이동도를 저하시키는 결과를 보여 주었다. 본 연구에서는 TFT의 이동도 향상을 위해 두 가지의 technology를 함께 적용시켜 a-SiN/a-Si:H 계면 각각에 phosphorus를 주입 및 doping을 하였다. 모든 박막은 PECVD로 제작하였으며 각 박막의 두께는 a-SiN/a-SiN(phosphorus)/a-Si:H(doped)/a-Si:H/n+ a-Si($2350{\AA}/150{\AA}/150{\AA}/1850{\AA}/150{\AA}$)으로 고정하고 유량을 변화시키면서 특성을 관찰하였다.

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Flexible Display용 Low Temp Process를 이용한 ZnO TFT의 제작 및 특성 평가 (Fabrication and Characteristics of ZnO TFTs for Flexible Display using Low Temp Process)

  • 김영수;강민호;남동호;최광일;오재섭;송명호;이희덕;이가원
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.44-44
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    • 2009
  • Recently, transparent ZnO-based TFTs have attracted much attention for flexible displays because they can be fabricated on plastic substrates at low temperature. We report the fabrication and characteristics of ZnO channel layers(ZnO TFTs) having different channel thicknesses. The ZnO film were deposited as active channel layers on $Si_3N_4/Ti/SiO_2p$-Si substrates by rf magnetron sputtering at $100\;^{\circ}C$ without additional annealing. Also the Zno thin films deposited at oxygen partial pressures of 40%. ZnO TFTs using a bottom-gate configuration were investigated. The $Si_3N_4$ film were deposited as gate insulator by PE-CVD at $15\;^{\circ}C$. All Processes were processed below $150^{\circ}C$ which is optimal temperature for flexible display and were used dry etching method.

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다결정 실리콘 TFT의 누설전류 모델링에 관한 연구 (A Study on the Modeling of Leakage Current in Polysilicon TFT)

  • 박정훈;이주창;김영식;이동희;성만영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1993년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1250-1252
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    • 1993
  • Enhancement mode n-channel TFT leakage current(off current : $V_G<0$) that is little agreement on the conduction mechanism is major disadvantage of poly-silicon TFT in practical use, characteristic analysis and model ing. In this paper, new modeling of leakage current is proposed. The activation energy of leakage current, which is dependent on gate voltage, and leakage current dependent on poly silicon thickness are plausibly explained with this model. This model indicate that the reduction of leakage current is attributable to a decrease of maximum laterial electric field strength in the drain depletion region and to the density of trap.

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TFT의 길이와 두께에 관한 특성 (Characterization of length and width of poly-silicon thin film transistors)

  • 이정인;황성현;정성욱;장경수;이광수;정호균;최병덕;이기용;이준신
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.121-122
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    • 2006
  • Recently, poly-Si TFT-LCD starts to be mass produced using excimer laser annealing (ELA) poly-Si. The main reason for this is the good quality poly-Si and large area uniformity. We report the influence of channel length and width on poly-Si TITs performance. Transfer characteristics of n-channel poly-Si thin film transistors fabricated on polycrystalline silicon (poly-Si) thin film transistors (TFTs) with various channel lengths and widths of $2-30{\mu}m$ has been investigated. In this paper, we analyzed the data of n-type TFTs. We studied threshold voltage ($V_{TH}$), on/off current ratio ($I_{ON}/I_{OFF}$), saturation current (I_{DSAT}$), and transconductance ($g_m$) of n-channel poly-Si thin film transistors with various channel lengths and widths.

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열처리 온도 및 시간에 따른 ZTO TFT의 특성 변화

  • 한창훈;김동수;최병덕
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.341-341
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    • 2011
  • 최근 AMOLED 구동이 가능한 소자에 대한 연구가 활발히 진행중이다. AMOLED구동 가능소자는 LTPS TFT, a-Si TFT, OTFT, Oxide TFT가 있으며 그 중에서 현재 대부분 LTPS TFT를 사용하고 있다. LTPS TFT는 높은 전자 이동도와 안정성을 가지고 있기 때문에 현재 각광 받는 AMOLED에 잘 맞는다. 하지만 LTPS TFT는 고비용, 250$^{\circ}C$ 이상의 공정온도, Substrate가 Glass, Metal로 제한 된다는 문제점이 있으며, 균일성이 낮고 현재 대면적 기술이 부족한 상태이다. 해결방안으로 AMOLED를 타겟으로 하는 Oxide TFT 기술이 떠오르고 있다. Oxide TFT는 이동도가 높고 저온공정이 가능하며 Substrate로 Plastic 기판을 사용할 수가 있어 차후에 Flexible 소자로서의 적용이 가능하다. 또한 기존의 진공장비 사용대신 용액공정이 가능하여 장비사용시간 및 절차를 단축시킬 수 있어 비용적인 유리함을 가지고 있다. Oxide TFT는 단결정 산화물과 다결정 복합 산화물 두 가지 범주를 가지고 있다. Oxide TFT의 재료물질은 ZnO, ZTO, IZO, SnO2, Ga2O3, IGO, In2O3, ITO, InGaO3(ZnO)5, a-IGZO이 있다. 본 연구에서는 산화물질 중 하나인 ZTO를 이용하여 TFT 소자를 제작하였다. 산화물 특성상 열처리 온도에 따라 형성되는 결정의 정도가 다르기 때문에 온도 및 시간 변수에 따른 ZTO의 특성변화에 초점을 맞추어 연구함으로서 최적화된 조건을 찾고자 실험을 진행하였다. 실험을 위한 기판으로 n-type wafer을 사용하였다. PE-CVD 장비를 이용하여 SiNx를 120 nm 증착하고, ZTO 용액을 spin-coating을 이용하여 channel layer을 형성하였다. 균일하게 형성된 ZTO의 결정을 위하여 200$^{\circ}C$, 300$^{\circ}C$, 400$^{\circ}C$, 500$^{\circ}C$에서 1시간, 3시간, 6시간, 10시간의 온도 및 시간 변수를 두어 공기 중에서 열처리 하였다. ZTO는 약 30 nm 두께로 형성되었다. Thermal evaporator를 이용하여 Source, Drain의 알루미늄 전극을 형성하고, wafer 뒷면에는 Silver paste를 이용하여 Gate전극을 만들었다. 제작된 소자를 dark room temperature에서 측정하였다.

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Flexible Display용 Low Temp Process를 이용한 ZnO TFT의 제작 및 특성 평가 (Fabrication and Characteristics of ZnO TFTs for Flexible Display using Low Temp Process)

  • 김영수;강민호;남동호;최광일;이희덕;이가원
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제22권10호
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    • pp.821-825
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    • 2009
  • Recently, transparent ZnO-based TFTs have attracted much attention for flexible displays because they can be fabricated on plastic substrates at low temperature. We report the fabrication and characteristics of ZnO TFTs having different channel thicknesses deposited at low temperature. The ZnO films were deposited as active channel layer on $Si_3N_4/Ti/SiO_2/p-Si$ substrates by RF magnetron sputtering at $100^{\circ}C$ without additional annealing. Also, the ZnO thin films deposited at oxygen partial pressures of 40%. ZnO TFTs using a bottom-gate configuration were investigated. The $Si_3N_4$ film was deposited as gate insulator by PE-CVD at $150^{\circ}C$. All Processes were processed below $150^{\circ}C$ which is optimal temperature for flexible display and were used dry etching method. The fabricated devices have different threshold slop, field effect mobility and subthreshold slop according to channel thickness. This characteristics are related with ZnO crystal properties analyzed with XRD and SPM. Electrical characteristics of 60 nm ZnO TFT (W/L = $20\;{\mu}m/20\;{\mu}m$) exhibited a field-effect mobility of $0.26\;cm^2/Vs$, a threshold voltage of 8.3 V, a subthreshold slop of 2.2 V/decade, and a $I_{ON/OFF}$ ratio of $7.5\times10^2$.

비정질 실리코 박막 트랜지스터의 직렬 저항에 관한 분석 (Analysis for Series Resistance of Amorphous Silicon Thin Film Transistor)

  • Kim, Youn-Sang;Lee, Seong-Kyu;Han, Min-Koo
    • 대한전기학회논문지
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    • 제43권6호
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    • pp.951-957
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    • 1994
  • We present a new model for the series resistance of inverted-staggered amorphous silicon (a-Si) thin film transistors (TFT's) by employing the current spreading under the source and the drain contacts as well as the space charge limited current model. The calculated results based on our model have been in good agreements with the measured data over a wide range of applied voltage, gate-to-source and gate-to-drain overlap length, channel length, and operating temperature. Our model shows that the contribution of the series resistances to the current-voltage (I-V) characteristics of the a-Si TFT in the linear regime is more significant at low drain and high gate voltages, for short channel and small overlap length, and at low operating temperature, which have been verified successfully by the experimental measurements.

투명 ZnO를 활성 채널층으로 하는 박막 트랜지스터 (Thin Film Transistor with Transparent ZnO as active channel layer)

  • 신백균
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제55권1호
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    • pp.26-29
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    • 2006
  • Transparent ZnO thin films were prepared by KrF pulsed laser deposition (PLD) technique and applied to a bottom-gate type thin film transistor device as an active channel layer. A high conductive crystalline Si substrate was used as an metal-like bottom gate and SiN insulating layer was then deposited by LPCVD(low pressure chemical vapour deposition). An aluminum layer was then vacuum evaporated and patterned to form a source/drain metal contact. Oxygen partial pressure and substrate temperature were varied during the ZnO PLD deposition process and their influence on the thin film properties were investigated by X-ray diffraction(XRD) and Hall-van der Pauw method. Optical transparency of the ZnO thin film was analyzed by UV-visible phometer. The resulting ZnO-TFT devices showed an on-off ration of $10^6$ and field effect mobility of 2.4-6.1 $cm^2/V{\cdot}s$.