In this work, we investigate the contact properties between low resistive Al-based source/drain (S/D) and InOx active layer in top-gate bottom-contact structured thin-film transistors (TFTs) for vertical-TFT (V-TFT). V-TFT is the promising structure for the development of next generation displays with the smallest pixel pitch values. In addition, improving RC delay in high-resolution pixel arrays requires the introduction of low resistive metal. Since Cu is difficult to dry-etch in fine sized patterns, Al is advantageous in terms of resistivity and process. However, V-TFT is the bottom-contact structure where oxide semiconductor is deposited after S/D process. This causes the oxidation of Al and degrades the contact properties. Therefore, we fabricated top-gate bottom-contact structured TFTs, which are the mimic structure of V-TFT, and analyzed their electrical characteristics. Mo/Al/Mo and Ti/Al/Ti S/D were applied to the device as Al-based electrodes. The quantitative analysis of the contact resistance between InOx and the Al-based S/D and the thin-film analysis were performed to determine the factors affecting the bottom-contact properties.
본 연구는 수직 채널 박막 트랜지스터 개발을 위해 알루미늄 금속 기반 소스/드레인과 인듐 산화물 반도체를 적용한 탑 게이트 하단 접촉 구조 박막 트랜지스터의 접촉 특성 분석을 목적으로 한다. 수직 채널 박막 트랜지스터는 가장 작은 픽셀 피치 값을 갖는 차세대 디스플레이 개발을 위한 핵심 구조이다. 또한, 고해상도 픽셀 어레이에서 알씨 딜레이를 (RC delay) 개선하려면 저저항 금속 배선의 도입이 필요하다. 구리의 경우 미세 사이즈 건식 식각 공정이 제한되므로 비저항 및 공정 측면에서 알루미늄 사용이 유리하다. 그러나 수직 채널 박막 트랜지스터는 소스/드레인 공정 후, 산화물 반도체가 증착되는 하단 접촉 구조를 갖는다. 이 구조는 알루미늄의 산화를 야기하고 접촉 특성을 열화시킨다. 따라서 모방 구조인 탑 게이트 하단 접촉 구조 박막 트랜지스터를 제작하고 전기적 특성을 분석하였다. 알루미늄 기반 전극으로써 몰리브덴/ 알루미늄/몰리브덴과 타이타늄/알루미늄/타이타늄 적층 소스/드레인을 소자에 적용하였다. 인듐 산화물 반도체와 알루미늄 기반 소스/드레인 전극 사이의 접촉 저항에 대한 정량 분석과 박막 분석을 통해 하단 접촉 특성에 영향을 미치는 요소를 알아보았다.
