급속 열처리가 a-IGZO 박막의 전도에 미치는 영향 (Effects of Rapid Thermal Annealing on the Conduction of a-IGZO Films)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 29권 / 1호 / 11 ~ 16페이지
· 저자명 : 조원주, 김도훈

초록

본 논문에서는, 급속 열처리 (rapid thermal annealing, RTA)에 따라서 a-IGZO 박막 내의 전자 농도의 변화 및 전도도 거동에 미치는 영향에 대해 연구하였다. a-IGZO 박막 트랜지스터의 전기적 특성은 RTA 열처리 온도에 따라 측정되었다. A-IGZO 막의 면 저항, 전자 농도 그리고 산소 농도는 4 포인트 프로브, 홀 횰과 측정, 그리고 XPS 분석을 통해 측정되었다. 그 결과, RTA는 a-IGZO의 구동전류를 증가시켰으나, 동시에 문턱전압을 감소시켰다. RTA 온도가 250℃ 이상일 때, 오프-상태의 누설 전류는 상당히 증가하였으며, 스위칭 동작에 어려움을 보였다. 이것은 a-IGZO 박막 내에 산소 공공이 증가하였고, 그 결과 전자 농도를 증가시켰기 때문이다. 우리는 RTA는 짧은 공정 시간으로 a-IGZO 막의 전도성 및 전자 농도를 쉽게 조절할 수 있기 때문에 RTA가 박막 트랜지스터의 문턱 전압을 조절할 수 있는 유망한 공정임을 입증하였다.

영어초록

The conduction behavior and electron concentration change in a-IGZO thin-films according to the RTA (rapid thermal annealing) were studied. The electrical characteristics of TFTs (thin-film-transistors) annealed by different temperatures were measured. The sheet resistance, electron concentration, and oxygen vacancy of a-IGZO film were measured by the four-point-probe-measurement, hall-effect-measurement, and XPS analysis. The RTA process increased the driving current of IGZO TFTs but the VTH shifted to the negative direction at the same time.
When the RTA temperature is higher than 250℃, the leakage current at off-state increased significantly. This is attributed to the increase of oxygen vacancy resulting in the increase of electron concentration. We demonstrate that the RTA is a promising process to adjust the VTH of TFT because the RTA process can easily modify the electron concentration and control the conductivity of IGZO film with short process time.

참고자료

· 없음