저온다결정실리콘

소개

저온 다결정실리콘형 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법

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다결정 규소(Poly-Si) 박막트랜지스터 (Thin Film Transistor : TFT)는 LCD(Liquid Crystal Display)의 switching element나 image sensor, SRAM의 load transistor 등에 응용되고 있어 많은 관심을 받아왔다. 다결정 Si박막을 만드는 방법 중 고상결정화는 입자크기가 커서 좋은 소자 특성을 유지하면서 공정온도를 낮출 수 있어 많은 관심을 보여 왔다 그러나 이 방법 역시 대면적 TFT-LCD를 위한 유리기판을 사용하기에는 여전히 온도가 높다, 따라서 결정화 온도를 낮추고 시간을 줄이는데 많은 노력을 하고 있다.
비정질 실리콘 박막의 고상결정화 온도를 낮추기 위한 한 가지 방법이 a-Si 박막을 특정 금속 층과 접촉시켜 열처리하는 것이다. 이 경우 격리되어 a-Si 박막에 비하여 낮은 온도에서 결정화가 일어나는데 이는 Si이 금속과 접합하여 있는 경우 상대적으로 낮은 온도에서 결정화 반응이 일어나기 때문이다 Russel 등은 485도씨에서 a-Si/Cu 박막의 결정화가 일어나는 현상을 관찰하였고 Bian 등은 수소화된 a-Si가 a-Si:H/Ag/a-Si:H 형태로 존재할 경우 350도씨 이상에서 결정화가 일어난다고 보고한바 있다 또한 Ag/a-Si/Ag는 540도씨, Au/a-Si는 175도씨 Al/a-Si은 각 300도씨에서 결정화된다고 알려져 있다 그러나 위와 같은 구조는 a-Si 박막이 금속과 silcide 또는 alloy를 형성하여 트랜지스터의 channel로 적용할 수는 없다. 따라서 위의 연구는 결정화 메터니즘을 밝히는 차원의 연구였으면 궁극적으로 저온 TFT의 제조로 응용되지는 못하였다
한편 Liu 등은 ultra thin Pd과 a-Si:H의 접합을 이용하여 poly-Si TFT를 제조하는데 성공하였다고 보고하였다 그들은 7059 glass 위에 10Å 이하의 얇은 Pd 막을 evaporator로 증착하고 그 위에 1000Å의 Si 박막을 증착하여 600도씨에서 2시간 열처리하여 결정화시킨 후 20 c

참고자료

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