열산화 Tantalum Oxide 및 원자층 증착 Aluminum Oxide 게이트 절연막 a-IGZO 박막트랜지스터 특성 비교 (A Comparative Study between Thermal Tantalum Oxide and ALD-deposited Aluminum Oxide Gate Insulators in a-IGZO Thin-film Transistor)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 62권 / 1호 / 36 ~ 42페이지
· 저자명 : 유은성, 황상호, 정아현, 문승재, 배병성

초록

열산화 공정으로 형성되는 높은 유전율을 가지는 게이트 절연막을 사용하여 진공증착 대비 공정 비용과 표면 오염 등이 낮고 고유전율의 게이트 졀연막을 가지는 a-IGZO (amorphous InGaZn Oxide) 박막트랜지스터를 연구하였다. 본 연구에서 제안된 tantalum oxide 절연막은 높은 유전율을 가지며 깁스 프리에너지가 낮아 산화가 용이하여 다른 재료에 비해 낮은 온도에서 열산화가 잘 된다. 원자층 증착 alumium oxide 막을 게이트 절연막으로 사용하는 a-IGZO 박막 트랜지스터를 제작하고 특성을 비교 하였다. 열산화 tantalum oxide a-IGZO TFT는 25.7 cm2/V·s의 이동도 값을 가져, alumium oxide a-IGZO TFT 대비 3배의 이동도를 보였다. 높은 유전률, 열산화에 의한 게이트절연막과 a-IGZO 층의 오염 저감 등이 주요한 원인으로 제시 되었다. 열산화 게이트 절연막이 증착 절연막에 비해 높은 이동도를 보여 주었으며 높은 이동도는 디스플레이의 집적도를 높이고 고속 동작에 기여 할 수 있다.

영어초록

In our investigation, we introduce a novel approach to fabricate a-IGZO thin-film transistors featuring a high-k gate insulator formed via thermal oxidation. This pioneering method promises to significantly enhance the electrical characteristics crucial for high-resolution displays and low-voltage operations. Notably, the thermal oxidation process presents distinct advantages including reduced costs and decreased surface contamination in contrast to vacuum deposition techniques. Our study focuses on the utilization of tantalum oxide as the gate insulator renowned for its high dielectric constant. The tantalum oxide a-IGZO thin-film transistors developed through this process demonstrate an impressive mobility of 25.7 cm²/V·s, representing a remarkable threefold improvement over their aluminum oxide counterparts. High mobility enables the development of high-density and high-speed display applications.

참고자료

· 없음