Recently, oxide semiconductors have been adopted as an active layer in thin-film transistors (TFTs). Especially, In-Ga-Zn-O semiconductors have been researched intensively, because of their high mobility with uniformity. However, alternative oxide semiconductors with much high mobility is required to be applied in high resolution displays. Furthermore, retaining a device stability under various condition, such as temperature and bias stress, is a critical issue for this high mobility oxide semiconductors. To solve this issues, we tried to enhance the stability of oxide TFTs by depositing a densified In-Sn-Zn-O (ITZO) film which has higher mobility than that of IGZO film. Since an electron cyclotron resonance (ECR) sputter utilizes the ECR plasma which is generated in low pressure and has highly dense plasma, thin-films with high density can be deposited, and we focused on to this method. In this paper, we applied the ECR sputtering method on the deposition of ITZO films, and analyzed their film properties. Furthermore, the ECR ITZO film is used as the active layer in TFTs. Using these TFTs, the electrical properties have been investigated, and the device stability under a various bias-temperature stress was analyzed.
최근 산화물 반도체 물질이 활성층으로써 박막 트랜지스터에 채택되고 있다. 특히, 인듐-갈륨-아연 산화물 반도체는 높은 이동도와 균일도를 갖고 있다는 점으로 인해 이에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 하지만, 고해상도 디스플레이에 산화물 반도체가 적용되기 위해서는 더 높은 이동도의 산화물 반도체가 필요하다. 더욱이, 전압 및 온도 스트레스와 같은 조건에서의 소자 안정성을 확보하는 것은 고이동도 산화물 반도체에 있어서 큰 이슈이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 치밀화된 고이동도 특성의 인듐-주석-아연 산화물 반도체를 박막 트랜지스터에 적용시켜서 안정성을 향상시키고자 하였다. 전자 사이클로트론 공명 스퍼터는 저압에서 고밀도의 플라즈마를 사용하기 때문에 고밀도의 박막 증착이 가능하다는 점에서 고밀도 산화물 반도체 증착에 적용하였다. 본 연구에서는 전자 사이클로트론 공명 스퍼터 방식을 사용하여 인듐-주석-아연 산화물 반도체를 증착하였고, 해당 박막의 막 특성을 분석하였다. 또한, 이 산화물을 박막 트랜지스터에 활성층으로써 사용하였다. 제작한 박막 트랜지스터들을 사용하여 소자의 전기적 특성을 분석하였고, 소자의 안정성을 다양한 전압 및 온도 스트레스 조건에서 평가하였다.
