새로운 p형 TaON 박막 증착 및 특성 분석

Abstract

최근에 산화물 반도체를 이용한 Thin Film Transistor는 스위칭 소자로서 LCD나 OLED에 적용한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 대부분의 연구는 n형 산화물 반도체에 관한 연구이고 p형 산화물 반도체에 관한 연구는 n형에 비해 활발히 진행되지 못하고 있다. 기존에 알려진 p형 산화물 반도체는 delafossite 구조를 갖는 CuAlO2계의 물질과 SnO계의 물질등이 있다. 하지만 이들은 낮은 전계이동도와 낮은 ION/OFF 비, 높은 Off current로 실제 TFT로 쓰이기에는 제한적인 부분이 많았다. 실제 AMLCD나 AMOLED에서 n형 반도체와 p형 반도체가 함께 쓰이는 CMOS를 구현하기 위해서는 p형 산화물 반도체의 획기적인 발전이 필요하다. 그에 대응하기 위하여 본 연구는 새로운 형태의 p형 산화물 반도체 개발을 위해 새로운 물질을 제안하였다. 전이금속계의 양이온과 질산화계열의 음이온을 활용한 새로운 물질에 관한 연구이다. Tantalum 금속과 Nitrogen, Oxygen gas를 이용하여 만든 박막에 300 ~ 500°C의 열처리에서 p형 전기적 특성이 발견되었다. 이 TaON은 홀이동도 203 cm2/Vs 이상, 홀농도는 +5.77×1013에서 +2.42×1015 cm-3으로 측정되었다. 그리고 이 TaON에 대한 물리적, 화학적 분석을 통해서 구조 및 특성을 분석하였다.