2023-1 정보소자물리실험 레포트

소개

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목차

I. 실험 목적
II. 이론
III. 실험과정
IV. 실험내용
V. 실험결과 및 분석
VI. 참고문헌

본문내용

I. 실험 목적
디스플레이의 기본적인 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)의 동작 원리를 이해한다. 그리고 반도체 제조 공정을 통해 IGZO를 사용한 박막 트랜지스터를 직접 제조하고, 제조한 반도체의 성능을 측정해 본다.
II. 이론
1. 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)
박막 트랜지스터는 박막 증착에 의해 만들어진 전계 효과 트랜지스터(FET)이다. 박막 트랜지스터는 OLED나 LCD와 같은 디스플레이의 제작에 사용되고, 한 픽셀의 액정 배열 상태를 조절해 픽셀의 색을 결정하는 역할을 한다. 박막 트랜지스터는 게이트, 소스, 드레인으로 구성된다. 게이트는 전압을 인계해 전계 효과를 발생시키는 단자이고, 소스와 드레인은 전자가 흐르는 경로가 된다. 박막 트랜지스터의 작동 원리는 게이트 전압에 의해 통제되는 전류 흐름을 이용한다. 게이트 전압이 증가하면, 트랜지스터 채널에 전하가 증가하고, 이로 인해 소스와 드레인 사이의 전류가 증가하게 된다. 이러한 방식으로 박막 트랜지스터는 전압을 이용하여 전류를 제어하게 된다.
2. IGZO
IGZO는 Indium, Gallium, Zinc, Oxide의 준말이다. 규소반도체 기반의 박막 트랜지스터가 아닌 IGZO와 같은 비정질산화물반도체 기반의 박막 트랜지스터를 OLED와 같은 디스플레이에 사용하는 이유는 높은 전계 이동도를 가지고 있고, 저온공정이 가능하며, 넓은 밴드갭을 가지고 있어서 투명한 특성 등을 가지고 있기 때문이다.
3. IGZO 박막 트랜지스터의 성능 척도
1) 전자이동도(Electron Mobility)
전자이동도는 반도체 소자에 형성된 채널을 따라 움직이는 전자의 이동도를 의미한다. 이때 전자이동도는 반도체 소자를 제작하는데 사용한 재료, 채널의 너비와 길이 등의 영향을 받는다. 전자이동도가 높을수록 전자의 이동이 용이하므로 전력 효율이 높아진다. 계산식은 아래와 같다.

참고자료

· 이호년, 김형중. "IGZO 박막트랜지스터의 동작특성" 한국산학기술학회논문지 11, no.5 (2010)
· 강지연. "TFT에서 채널 층으로써의 a-IGZO의 조성 분포와 소자 특성." 국내석사학위논문 연세대학교 대학원, 2012.
· 안호명, 강창수. “IGZO 산화물 반도체 박막트랜지스터 연구 동향” Bulletin of the Korean institute of electrical and electronic material engineers v.27 no.8, pp. 27 - 35, 2014
· 임상우, “반도체 공정의 이해,” 청송미디어, 2019, pp. 25-74, 147-149