PEALD를 활용하여 증착한 고성능 IGZO 채널 및 TFT 특성에 대한 연구

Abstract

본 연구에서는 OLED 회로의 All Oxide TFT 구현을 하기 위해서 필요한 고이동도를 달성하기 위해 2가지 공정을 제안하였다. 첫 번째 공정은 증착 방법과 조성비 조절의 관점에서 접근하였다. PEALD는 조성비 조절과 두께 조절이 용이할 뿐만 아니라 낮은 온도에서 증착이 가능하기 때문에 디스플레이 산업의 새로운 증착 방법으로 고려되고 있다. 실제로 이러한 PEALD를 사용하여 조성비 조절과 열처리 조건에 따른 TFT 소자를 제작하여 성능 평가를 진행했을 때, IGZO (3:1:1) 조건에서 400°C 채널 열처리, 400°C contact 열처리를 진행했을 때 38.54 cm2/Vs의 높은 이동도와 0.11의 SS, -0.18의 0에 가까운 Vth 거동을 확보할 수 있었다. 하지만 여전히 LTPS 대비 낮은 이동도를 높이기 위해서 laminate 구조를 통한 결정화를 유도하는 방법으로 접근하였다. Sublayer 두께가 가장 두꺼운 IGZO 1에서 높은 이동도 90.05 cm2/Vs롤 보였으나, 너무 negative한 Vth 거동을 확인하였고, 이를 보상해 주기 위해서 두께 조절을 진행하였다. 그 결과 IGZO 10.0 nm 조건에서 86.20 cm2/Vs, -0.64 Vth의 우수한 성능을 확보할 수 있었고, GI-XRD 결과 (222), (400)의 indium bixbyite 결정구조를 확인할 수 있었다. 추가적으로 높은 이동도의 원인으로 2DEG system을 UPS 분석과 optical 분석을 통해 확인하였다.