In this study, we present performance enhancement in amorphous oxide semiconductor (AOS) thin-film transistors and memory devices. By improving the performance of oxide transistors, it could be used as a various application technology for ultrahigh resolution display backplane, high speed operation circuit and memory devices application.
We developed a high-mobility back channel etch (BCE) Al-In-Zn-Sn-O/In-Zn-O (AIZTO/IZO) double-layer channel thin-film transistors. The field-effect mobility of 53.2 $cm^2$/Vs was obtained with thin IZO-inserted double-layer channel TFT. The positive bias stability was also improved. We fabricated ring oscillators, which exhibited oscillating frequency of 296 kHz.
For the application of oxide transistors, nonvolatile memories have been developed using oxide TFTs. Based on the BCE structure, we have fabricated a non-volatile memory with charge storage layer inserted between $SiO_2$ insulators. The proposed body-contacted memory structure improved memory erase speed, which is the most important issue in oxide memory TFTs. These results will be a cornerstone in developing novel applications for next-generation display and wearable devices.
비정질산화물반도체 박막트랜지스터와 이를 이용한 메모리 소자의 성능향상에 대하여 연구하였다. 산화물 트랜지스터는 성능 향상을 통하여 고해상도 백플레인, 고속동작회로, 메모리소자에 다양하게 응용될수 있다.Al-In-Zn-Sn-O/In-Zn-O (AIZTO/IZO) 이중층 채널을 갖는 고이동도 Back channel etch (BCE) 트랜지스터를 개발하였다. IZO가 삽입된 이중층 박막트랜지스터는 53.2 $cm^2$/Vs의 높은 이동도를 보였다. Positive-bias 신뢰성동 개선되었다. 이를 이용하여 Ring oscillator를 제작하였으며, 296 kHz의 동작속도를 보였다. 산화물 트랜지스터를 이용하여 비휘발성메모리를 개발하였다. BCE 구조를 이용하고, $SiO_2$ 절연막 사이에 전하저장층을 삽입하여 비휘발성메모리를 제작하였다. Body-contacted 메모리 구조를 제안하여 산화물 메모리에서 가장 중요한 이슈인 Erase 속도를 개선시킬수 있었다. 이는 차세대 디스플레이와 웨어러블 소자와 같은 새로운 응용분야의 개척을 위하여 중요한 연구결과이다.
