Al Doped ZnO층 적용을 통한 ZnO 박막 트랜지스터의 전기적 특성과 안정성 개선 (Improvement of Electrical Performance and Stability in ZnO Channel TFTs with Al Doped ZnO Layer)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 28권 / 5호 / 291 ~ 294페이지
· 저자명 : 엄기윤, 이가원, 정광석, 윤호진, 김유미, 양승동, 김진섭

초록

ZnO 기반의 박막 트랜지스터는 유연, 투명 디스플레이 소자로서 폭넓게 연구되고 있다. 특히 OLED 디스플레이 구동 소자로 적용하기 위해서는 전기적 성능과 안정성이 중요한 이슈로 주목받고 있다. 본 연구에서는 ZnO 박막 트랜지스터의 전기적 성질을 개선하기 위하여 ALD (atomic layer deposition)를 이용해 ZnO 채널과 게이트 절연체 사이에 AZO (Al doped zinc oxide) 층을 삽입한 AZO/ZnO 적층 채널 구조의 박막 트랜지스터를 제작하였다. 제작된 소자는 I-V 전달 특성과 게이트 양전압 인가 후의 문턱전압 변화를 측정하였다. 또한 채널층의 결함밀도를 분석하기 위해 photoluminescence spectrum도 분석하였다. AZO/ZnO 적층 채널구조의 박막트랜지스터는 ZnO 채널 박막 트랜지스터에 비해 더 낮은 문턱전압과 개선된 subthreshold slope을 보였고 게이트 양전압 인가 시 문턱전압 변화량도 감소하였다. 이러한 개선은 AZO/ZnO 적층 채널 내부의 결함밀도의 감소의 결과로 생각할 수 있으며, photoluminescence spectrum 결과에서 deep level emission에 영향을 주는 결함의 감소를 확인하였다.

영어초록

Recently, ZnO based oxide TFTs used in the flexible and transparent display devices are widely studied.
To apply to OLED display switching devices, electrical performance and stability are important issues. In this study, to improve these electrical properties, we fabricated TFTs having Al doped Zinc Oxide (AZO) layer inserted between the gate insulator and ZnO layer. The AZO and ZnO layers are deposited by Atomic layer deposition (ALD) method. I-V transfer characteristics and stability of the suggested devices are investigated under the positive gate bias condition while the channel defects are also analyzed by the photoluminescence spectrum. The TFTs with AZO layer show lower threshold voltage (Vth) and superior sub-threshold slop. In the case of Vth shift after positive gate bias stress, the stability is also better than that of ZnO channel TFTs. This improvement is thought to be caused by the reduced defect density in AZO/ZnO stack devices, which can be confirmed by the photoluminescence spectrum analysis results where the defect related deep level emission of AZO is lower than that of ZnO layer.

참고자료

· 없음