• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.48 no.12
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• pp.761-767
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• 1999

Poly-Si TFTs(polycrystalline silicon thin film transistors) fabricated on a low cost glass substrate have attracted a considerable amount of attention for pixel elements and peripheral driving circuits in AMLCS(active matrix liquid crystal display). In order to apply poly-Si TFTs for high resolution AMLCD, a high operating frequency and reliable circuit performances are desired. A new poly-Si TFT with CLBT(counter doped lateral body terminal) is proposed and fabricated to suppress kink effects and to improve the device stability. And this proposed device with BC(buried channel) is fabricated to increase ON-current and operating frequency. Although the troublesome LDD structure is not used in the proposed device, a low OFF-current is successfully obtained by removing the minority carrier through the CLBT. We have measured the dynamic properties of the poly-Si TFT device and its circuit. The reliability of the TFTs and their circuits after AC stress are also discussed in our paper. Our experimental results show that the BC enables the device to have high mobility and switching frequency (33MHz at $V_{DD}$ = 15 V). The minority carrier elimination of the CLBT suppresses kink effects and makes for superb dynamic reliability of the CMOS circuit. We have analyzed the mechanism in order to see why the ring oscillators do not operate by analyzing AC stressed device characteristics.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.375-375
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• 2012

최근 차세대 평판 디스플레이의 응용에 많은 주목을 받고 있는 AMOLED의 경우 전류구동 방식이기 때문에 a-Si TFT 보다는 LTPS-TFT가 요구되며, 대면적 기판에서의 결정립 크기의 균일도가 매우 중요한 인자이다. 비정질 실리콘 박막 상부 혹은 하부에 도전층을 개재하고, 상기도전층에 전계를 인가하여 그것의 주울 가열에 의해 발생한 고열에 의해 비정질 실리콘 박막을 급속 고온 고상 결정화하는 방법에 관한 기술인 JIC (Joule-heating Induced Crystallization) 결정화 공정은 기판 전체를 한번에 결정화 하는 방법이다. JIC 결정화 공정에 의하여 제조된 JIC poly-Si은 결정립 크기의 균일성이 우수하며 상온에서 수 micro-second내에 결정화를 수행하는 것이 가능하고 공정적인 측면에서도 별도의 열처리 Chamber가 필요하지 않는 장점을 가지고 있다. 그러나 고온 고속 열처리 방법인 JIC 결정화 공정을 수행 하면 Arc에 의하여 시편이 파괴되는 현상이 발견되었다. 본 연구에서는 Arc현상의 원인을 파악하기 위해 전압 인가 조건 및 시편 구조 조건을 변수로 결정화실험을 진행하였다. ARC가 발생하는 Si층과 Electrode 계면을 식각 분리하여 Electrode와 Si층 사이의 계면이 형성되지 않는 조건에서 전계를 인가하는 실험을 통하여 JIC 결정화 공정 중 고온에 도달하게 되면, a-Si층이 변형되어 형성된 poly-Si층이 전도성을 띄게 되고 인가된 전압이 도전층과 Poly-Si 사이에 위치한 $SiO_2$의 절연파괴(Dielectric breakdown)전압보다 높을 경우 전압 인가 방향에 수직으로 $SiO_2$가 절연 파괴되며 면저항 형태의 전도층의 단락이 진행되며 전도층이 완전히 단락되는 순간 Arc가 발생한다는 것을 관찰 할 수 있었다. 본 실험의 연구 결과를 바탕으로 Arc 발생을 방지하는 다양한 구조의 Equi-Potential 방법이 개발되었다.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.48 no.5
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• pp.339-343
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• 1999

This paper reports the characteristics of poly-Si TFT unitary CMOS circuits fabricated with various techniques, in order to investigate the optimum process conditions. The active films were deposited by PECVD and LPCVD using $SiH_4\; and\; Si_2H_6$ as source gas, and annealed by SPC and ELA methods. The impurity doping of the oource and drain electrodes was performed by ion implantation and ion shower. In order to investigate the AC characteristics of the poly-Si TFTs processed with various methods, we have examined the current driving characteristics of the polt-Si TFT and the frequency characteristics of 23-stage CMOS ring oscillators. Ithas been observed that the circuits fabricated using $Si_2H_6$ with low-temperature process of ELA exhibit high switching speed and current driving performances, thus suitable for real application of large area electronics.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2002.08a
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• pp.42-45
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• 2002

Small sized LTPS TFT-LCDs are developed and evaluated. Sine the fabrication process is optimized for the productivity of huge glass substrate, the pattern size is above 5${\mu}m$. The panels with integrated digital data drivers are not satisfactory to compete with a-Si technology. Therefore, LTPS panels are implemented by PMOS technology and it is proved that they can be competitive with a-Si TFT-LCDs in terms of performance and cost.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.266-269
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• 1997

Hot carrier effects as a function of bias stress time and bias stress conditions were syste-matica1ly investigated in p-channel po1y-Si TFT's fabricated on the quartz substrate. The device degradation was observed for the negative bias stress. After positive bias stressing, Improvement of electrical characteristic except for subthreshold slope was observed. It was found that these results were related to the hot carrier injection into the gate oxide and interface states at the poly-Si/SiO$_2$interface rather than defects states generation under bias stress.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.24 no.3
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• pp.7-11
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• 2017

In this paper, we have studied the characteristics of NAND Flash memory in SONOS Poly-Si Thin Film Transistor (Poly-Si TFT) device. Source/drain junctions(S/D) of cells were not implanted and selective transistors were located in the end of cells. We found the optimum conditions of process by means of the estimation for the doping concentration of channel and source/drain of selective transistor. As the doping concentration was increased, the channel current was increased and the characteristic of erase was improved. It was believed that the improvement of erase characteristic was probably due to the higher channel potential induced by GIDL current at the abrupt junction. In the condition of process optimum, program windows of threshold voltages were about 2.5V after writing and erasing. In addition, it was obtained that the swing value of poly Si TFT and the reliability by bake were enhanced by increasing process temperature of tunnel oxide.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2003.07a
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• pp.630-633
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• 2003

Integrating the driver circuitry directly onto the glass substrate would be one of the advantages of polycrystalline Si (poly-Si) TFT-(LCD). Low-temperature poly-Si TFT(LTPS) is well-suited for higher-definition display applications due to its intrinsically superior electrical characteristics. In order to improve LTPS electrical characteristics, currently the excimer laser-induced crystallization (ELC) processes and sequential lateral solidification method were developed. Grain size of the poly-Si is mainly affected by beam pitch and energy density. Key parameter for making a larger poly-Si using excimer laser annealing(ELA) and increasing a throughput is due to increase in beam pitch and energy density to a certain degree. Furthermore, thin $SiO_{2}$ capping is effective to suppress the protrusion of the poly-Si thin films and to reduce the interface state density. From the ELA process, we are able to control grain size by varying different parameters such as number of shots and energy density.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2005.07a
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• pp.297-300
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• 2005

The characteristics of polycrystalline silicon thin-film transistors (poly-Si TFTs) fabricated using sputter deposited amorphous silicon (a-Si) precursor films are investigated. The a-Si films were deposited on flexible polymer substrates using argon-helium mixture gases to minimize the argon incorporation into the film. The precursor films were then laser annealed by using a XeCl excimer laser and a four-mask-processed poly-Si TFT was fabricated with fully self-aligned top gate structure. The fabricated pMOS TFT showed field-effect mobility of $32.4cm^2/V{\cdot}s$ and on/off ratio of $10^6$.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1263-1264
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• 2007

자계 유도 고상결정화(FESPC)를 이용하여 제작한 다결정실리콘(poly-Si) 박막 트랜지스터(TFT)는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(a-Si:H TFT)보다 뛰어난 전기적 특성과 우수한 안정성을 지닌다. $V_{DS}$ = -0.1 V에서 채널 폭과 길이가 각각 $5\;{\mu}m$, $7\;{\mu}m$인 P형 TFT의 이동도(${\mu}$)와 문턱 전압($V_{TH}$)은 각각 $31.98\;cm^2$/Vs, -6.14 V 이다. FESPC TFT는 일반 poly-Si TFT에 비해 채널 내 결정 경계 숫자가 많아서 상대적으로 열악한 특성을 가진다. 채널 길이 $5\;{\mu}m$인 TFT의 $V_{TH}$는 채널 길이 $18\;{\mu}m$ 소자의 $V_{TH}$보다 1.36V 작지만, 일반적으로 큰 값이다. 이 현상은 채널에 다수의 결정 경계가 존재하고, 수평 전계가 크기 때문이다. 수평 전계가 증가하면, 결정 경계의 전위 장벽 높이가 감소하게 되는데, 이는 DIGBL 효과이다. ${\mu}$의 증가에 따라서, 드레인 전류가 증가하고 $V_{TH}$은 감소한다. 활성화 에너지($E_a$)는 드레인 전압과 결정 경계의 수에 따라 변하는데, 드레인 전압이 크거나 결정 경계의 수가 감소하면 $E_a$는 감소한다. $E_a$가 감소하면 $V_{TH}$가 감소한다. 유리기판 위의 FESPC를 이용한 P형 poly-Si TFT의 $V_{TH}$는 채널의 길이와 $V_{DS}$에 영향을 받는다. 증가한 수평 전계가 결정 경계에서 에너지 장벽을 낮추는 효과를 일으키기 때문이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.128-128
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• 2011

Polysilicon thin-film transistors (poly-Si TFTs)는 능동행렬 액정 표시 소자(AMLCD : Active Matrix Liquid Crystal Display)와 DRAM과 같은 메모리 분야에 폭넓게 적용이 가능하기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 poly-Si TFTs의 우수한 특성으로 인하여 주변 driving circuits에 직접화가 가능하게 되었다. 또한 디스플레이 LCD 패널에 controller와 메모리와 같은 다 기능의 장치을 직접화 하여 비용의 절감과 소자의 소형화가 가능한 SOP (System on panels)에 연구 또한 진행 되고 있다. 이미 잘 알려진 바와 같이 비휘발성 메모리는 낮은 소비전력과 비휘발성이라는 특성 때문에 이동식 디바이스에 데이터 저장 장치로 많이 사용되고 있다. 하지만 플로팅 타입의 비휘발성 메모리는 제작공정의 문제로 인하여 SOP의 적용에 어려움을 가지고 있다. SONOS 타입의 메모리는 빠른 쓰기/지우기 효율과 긴 데이터 유지 특성을 가지고 있으나 소자의 스케일링 따른 누설전류의 증가와 10년의 데이터 보존 특성을 만족 시킬 수 가 없는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 SOP 적용을 위하여 ELA 방법을 통하여 결정화한 poly-Si TFT memory를 SiO2/Si3N4/SiO2 Tunnel barrier와 High-k HfO2과 Al2O3을 Trapping layer와 Blocking layer로 적용, 비휘발성 메모리을 제작하여 전기적 특성을 알아보았다.