Oxide semiconductors are crucial for the display backplanes. The demand for high-mobility oxide TFTs is increasing due to driver circuit integration in display backplanes. High-mobility oxide semiconductors such as $In_2O_3$ are sensitive to the materials and deposition conditions of interfacing layers. Previously, $In_2O_3$ TFT using trench structure was fabricated using two different buffer layers. The role of bottom buffer layer was to create a conducting path inside the channel by modulating hydrogen and oxygen vacancy content of the adjacent $In_2O_3$ active layer. In this study, the thickness as well as material of the buffer layer is modulated to control the TFT characteristics. Increasing thickness of both $Al_2O_3$ and $SiO_2$ buffer layers resulted in more negative shift in VON, and the VON shift saturated at buffer layer thicknesses over 30 nm. Thin-film analysis revealed that hydrogen and oxygen vacancy diffusion from the buffer layers into the active layer occurred, and the amount of diffusion is dependent on the buffer layer thickness. Roughness of the films did not depend on the buffer layer thickness, and it was concluded that the diffusion of shallow donors is more dominant factor in VON shift.
산화물 반도체는 디스플레이 백플레인에 필수적인 소재이다. 디스플레이 백플레인의 드라이버 회로 적용을 위해서 고이동도 산화물 박막 트랜지스터의 수요가 증가하고 있다. 산화 인듐과 같은 고이동도 산화물은 인접한 박막의 물질과 증착 조건에 민감하다. 선행연구에서는 두 가지 버퍼층을 사용하여 트렌치 구조 산화 인듐 박막 트랜지스터를 제작하였다. 하부 버퍼층은 산화 인듐 내부 수소와 산소 공공 농도를 조절하여 채널 내부 전도성 통로를 만드는 역할을 했다. 본 연구에서는 버퍼층의 물질뿐만 아니라 두께를 조절하여 박막 트랜지스터의 특성을 조절하였다. 산화 알루미늄과 이산화 규소의 버퍼층 두께가 두꺼워짐에 따라 동작 전압이 음의 방향으로 이동하였다. 동작 전압 이동은 버퍼층 두께 30 nm 이상에서 포화되었다. 박막 분석은 버퍼층에서 활성층으로 수소와 산소 공공의 확산이 일어났음을 보여주었고, 확산량은 버퍼층의 두께에 의존성을 보였다. 버퍼층의 두께에 따른 표면 거칠기 차이는 나타나지 않아 얕은 도너의 확산이 동작 전압 이동의 주된 원인임을 밝혔다.
