KR100990217B1 - Composition for Oxide Semiconductor Thin Film, Field Effect Transistors Using the Composition and Method for Preparation thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산화물 반도체 박막용 조성물, 이를 채용한 전계 효과 트랜지스터 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 산화물 반도체 박막용 조성물은 알루미늄 함유 산화물, 아연 함유 산화물 및 주석 함유 산화물을 포함하며, 400℃ 이하에서 비정질 상태이다. 상기 조성물로 형성된 활성층을 구비한 전계 효과 트랜지스터는 전기적 특성의 개선 뿐만 아니라 저온 공정도 가능하며, 인듐과 갈륨과 같은 비싼 원료 물질이 사용되지 않아 경제성도 갖는다.The present invention relates to a composition for an oxide semiconductor thin film, a field effect transistor employing the same and a method of manufacturing the same. The composition for an oxide semiconductor thin film according to the present invention includes an aluminum-containing oxide, a zinc-containing oxide, and a tin-containing oxide, and is in an amorphous state at 400 ° C or lower. A field effect transistor having an active layer formed of the composition can improve not only electrical properties but also a low temperature process, and it is economical since expensive raw materials such as indium and gallium are not used.
산화물, 비정질, 저온 공정, 전계효과, 트랜지스터 Oxide, amorphous, low temperature process, field effect, transistor
Description
본 발명은 전계 효과 트랜지스터 등의 각종 반도체 소자에 활성층으로 사용할 수 있는 산화물 반도체 박막용 조성물, 이를 채용한 전계 효과 트랜지스터 및 전계 효과 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an oxide semiconductor thin film composition which can be used as an active layer in various semiconductor devices such as field effect transistors, a field effect transistor employing the same, and a method for manufacturing a field effect transistor.
기존의 반도체 박막으로 사용되는 물질은 실리콘(Si)를 비롯하여 게르마늄(Ge)과 같은 4족 원소, GaAs와 같은 3-5족 화합물, CdS와 같은 2-6족 화합물이 있다. 이와 같은 종래의 반도체 물질은 대부분 밴드 갭이 작아 가시광선을 투과하지 못하거나 특정 색깔을 강하게 띠는 것이 일반적이다. Conventional semiconductor thin films include silicon (Si),
최근 산화물 반도체와 유기물 반도체가 개발되어 투명한 반도체 시대가 열리며 많은 주목을 받고 있다. 대표적인 산화물 반도체는 2-6족 화합물에 해당하는 산화아연(ZnO)이 있다. 산화아연은 오랫동안 연구되어 왔으며 중요한 반도체 물성 중 하나인 전계 효과 이동도가 비정질 실리콘 보다 높고 우수한 특성을 나타내어 상용화에 상당히 가깝게 접근하였다. 그러나 제조 공정에 따른 물성의 변화가 심하고 내구성이나 환경변화에 대한 저항성이 약하여 약점으로 지적되고 있다. Recently, oxide semiconductors and organic semiconductors have been developed to attract a lot of attention as the transparent semiconductor era opens. Representative oxide semiconductors are zinc oxide (ZnO), which corresponds to a group 2-6 compound. Zinc oxide has been studied for a long time, and its field effect mobility, one of the important semiconductor properties, is higher than that of amorphous silicon and exhibits superior characteristics, thereby approaching the commercialization considerably. However, it is pointed out as a weak point due to the severe change in physical properties according to the manufacturing process and the resistance to durability or environmental changes.
산화아연 이외에도 산화물을 이용한 투명한 반도체 조성물에 대해 여러 특허가 제안되고 있다. In addition to zinc oxide, various patents have been proposed for transparent semiconductor compositions using oxides.
일본 공개 특허 제2000-150900호에는 ZnO, CdO, CdZnO, MgZnO 조성을 갖는 투명 반도체 박막에 대한 기술이 제안되어 있다. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-150900 proposes a technique for a transparent semiconductor thin film having a composition of ZnO, CdO, CdZnO, and MgZnO.
또한, 일본특허 제24103957A2호에는 InMO3(ZnO)m (M은 Fe, Ga, Al, m은 1이상 50 미만의 정수)조성의 반도체 박막 조성물이 제안되어 있다.Further, Japanese Patent No. 24103957A2 proposes a semiconductor thin film composition of InMO 3 (ZnO) m (M is Fe, Ga, Al, m is an integer of 1 or more and less than 50).
미국 공개 특허 제2003-218221A1호에는 ZnO 또는 SnO2로부터 선택되는 실질적으로 절연체인 산화물을 활성층으로 이용한 박막 트랜지스터가 개시되어 있으며, 또한, 미국 공개 특허 제2003-218222A1호에서는 ZnO, SnO2, In2O3로부터 선택되는 투명한 산화물을 활성층으로 이용하는 투명 박막 트랜지스터가 제안되어 있다. U.S. Patent Application Publication No. 2003-218221A1 discloses a thin film transistor using an insulator oxide selected from ZnO or SnO 2 as an active layer, and U.S. Patent Application Publication No. 2003-218222A1 discloses ZnO, SnO 2 , In 2. A transparent thin film transistor using a transparent oxide selected from O 3 as an active layer has been proposed.
미국 공개 특허 제2005-199879A1호에는 CdO, SrO, CaO, MgO 중에서 선택된 두 가지 성분이 포함된 산화물을 채널로 사용하는 반도체 기술이 제안되었다. US Patent Publication No. 2005-199879A1 proposes a semiconductor technology using an oxide containing two components selected from among CdO, SrO, CaO, and MgO as a channel.
또한 휴렛-패커드사에서 제안한 미국 공개 특허 제2005-199880A1호에서 AxBxCxO(A: Zn, Cd, B: Ga, In, C: Ge, Sn, Pb)의 반도체 조성물과 장치를 제안하였으며, 미국 공개 특허 제2006-163655A1호에서는 AxBxO(A: Cu, Ag, Sb, B: Cu, Ag, Sb, Zn, Cd, Ga, In, Sn, Pb) 조성물의 반도체 물질과 장치를 제안하였다. In addition, U.S. Patent Publication No. 2005-199880A1 proposed by Hewlett-Packard Co. proposed a semiconductor composition and device of AxBxCxO (A: Zn, Cd, B: Ga, In, C: Ge, Sn, Pb). In 2006-163655A1, a semiconductor material and a device of AxBxO (A: Cu, Ag, Sb, B: Cu, Ag, Sb, Zn, Cd, Ga, In, Sn, Pb) compositions were proposed.
최근에는 톱판 프린팅(Toppan printing)사에서 제안한 일본 공개 특허 제 2007-123702호에서 ZnO, SnO2, In2O3, Zn2SnO4 중 어느 한 종으로 되는 산화물 반도체 a와 터널효과를 나타내는 얇은 막의 층간재 산화물 b를 적층한 것을 활성층으로 이용하는 박막 트랜지스터를 개시하였다. Recently, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-123702 proposed by Toppan printing Co., Ltd. has a thin film exhibiting tunneling effect and oxide semiconductor a which is one of ZnO, SnO 2 , In 2 O 3 and Zn 2 SnO 4 . A thin film transistor using a laminate of an interlayer oxide b as an active layer is disclosed.
이데미츠 코산(Idemitsu kosan)의 일본 공개 특허 제2007-142195호에서는 ZnO와 In2O3를 함유하는 비정질 산화막의 박막트랜지스터를 이용한 디스플레이 소자를 개시하였고, 일본 공개 특허 제2007-142196호에서는 ZnO와 SnO2를 함유하는 비정질막 산화물 반도체를 개시하였다. Japanese Patent Application No. 2007-142195 to Idemitsu kosan discloses a display device using a thin film transistor of an amorphous oxide film containing ZnO and In 2 O 3 , and Japanese Patent Application Publication No. 2007-142196 discloses a display device using ZnO and SnO. An amorphous film oxide semiconductor containing 2 was disclosed.
캐논사의 미국 공개 특허 제2006-0113539A1호에서는 In-Zn-Sn-O 산화물 및 In-Zn-Ga-O 산화물 조성의 비정질 물질을 활성층으로 이용하는 전계 효과 트랜지스터를 제안하였다.Canon US Patent Application Publication No. 2006-0113539A1 proposes a field effect transistor using an amorphous material having an In—Zn—Sn—O oxide and an In—Zn—Ga—O oxide composition as an active layer.
상기 문헌들 이외에도 In2O3-ZnO계 반도체 물질을 활성층으로 사용한 박막트랜지스터와 SnO2-ZnO계 물질을 활성층으로 이용한 박막 트랜지스터에 대한 활발한 연구가 이루어지고 있고, In-Ga-Zn-O계 박막 트랜지스터도 매우 활발하게 연구되어 상용화에 가깝게 접근해 있는 상태이다.In addition to the above documents, active researches on thin film transistors using In 2 O 3 -ZnO-based semiconductor materials as active layers and thin film transistors using SnO 2 -ZnO-based materials as active layers have been carried out, and In-Ga-Zn-O based thin films Transistors are also very active and are approaching commercialization.
산화물 반도체 박막을 채널 활성층으로 이용한 박막 트랜지스터의 대표적인 응용분야로는 능동형 유기발광다이오드 디스플레이, 액정 디스플레이를 비롯한 각종 능동형 디스플레이 패널의 백 플레인 소자를 들 수 있다. 또한 최근에는 각종 디스플레이 및 이미지 센서의 드라이버 소자로도 사용될 수 있는 것으로 연구발표가 이루어지고 있다. 상기 박막 트랜지스터를 이용하여 유리 기판이나 플라스틱 기판 위에 전자태그를 비롯한 각종 전자회로를 구성할 수 있으며 이런 전자회로들이 실질적인 상업화에 가깝게 와 있는 것으로 보고되었다.Typical applications of thin film transistors using oxide semiconductor thin films as channel active layers include backplane devices of various active display panels including active organic light emitting diode displays and liquid crystal displays. In recent years, research has been made to be used as driver elements of various displays and image sensors. The thin film transistors can be used to configure various electronic circuits including electronic tags on glass or plastic substrates, and these electronic circuits have been reported to be close to practical commercialization.
이에 본 발명자들은 반도체 소자의 활성층으로 사용할 수 있는 새로운 조성의 물질들에 대한 연구를 진행하면서, 전기적 특성의 개선 및 공정의 용이성과 함께 인듐과 갈륨과 같은 비싼 원료 물질의 사용을 배제할 수 있어 경제성을 보장할 수 있는 새로운 조성의 물질을 개발하여 본 발명을 완성하였다.Therefore, the inventors of the present invention, while researching a new composition of materials that can be used as the active layer of the semiconductor device, while eliminating the use of expensive raw materials such as indium and gallium with improved electrical properties and ease of processing, economical The present invention was completed by developing a material of a new composition which can ensure the stability.
이에 본 발명의 첫 번째 기술적 과제는 400℃까지 가열하여도 비정질 상태를 유지할 수 있는 새로운 조성의 투명 산화물 반도체 박막용 조성물을 제안하는 것이다.Accordingly, the first technical problem of the present invention is to propose a composition for a transparent oxide semiconductor thin film having a new composition which can maintain an amorphous state even when heated to 400 ° C.
또한, 본 발명의 두 번째 기술적 과제는 400℃까지 가열하여도 비정질 상태를 유지할 수 있는 산화물 반도체 박막용 조성물을 활성층으로 사용한 전계 효과 트랜지스터를 제안하는 것이다.In addition, a second technical problem of the present invention is to propose a field effect transistor using a composition for an oxide semiconductor thin film which can maintain an amorphous state even when heated to 400 ° C.
본 발명의 세 번째 기술적 과제는 400℃까지 가열하여도 비정질 상태를 유지할 수 있는 산화물 반도체 박막용 조성물을 활성층으로 채용한 전계 효과 트랜지스터의 제조방법을 제안하는 것이다.The third technical problem of the present invention is to propose a method of manufacturing a field effect transistor employing an oxide semiconductor thin film composition which can maintain an amorphous state even when heated to 400 ℃ as an active layer.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 알루미늄 함유 산화물; 아연 함유 산화물; 및 주석 함유 산화물을 포함하며, 400℃ 이하에서 비정질 상태인 산화물 반도체 박막용 조성물을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention is an aluminum-containing oxide; Zinc containing oxides; And a tin-containing oxide, and provides an oxide semiconductor thin film composition in an amorphous state at 400 ° C. or lower.
상기 산화물 반도체 박막용 조성물에서, 상기 알루미늄 함유 산화물, 아연 함유 산화물 및 주석 함유 산화물의 금속 성분의 비율은 아연 50 내지 99at%, 주석 0.5 내지 49.5at% 및 나머지는 알루미늄인 것이 바람직하다.In the oxide semiconductor thin film composition, the metal component of the aluminum-containing oxide, zinc-containing oxide and tin-containing oxide is preferably 50 to 99 at% zinc, 0.5 to 49.5 at% tin and the remainder is aluminum.
또한, 상기 알루미늄 함유 산화물은 Al2O3의 유형이며, 아연 함유 산화물은 ZnO의 유형이며, 주석 함유 산화물은 SnO2 유형인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the aluminum-containing oxide is a type of Al 2 O 3 , the zinc-containing oxide is a type of ZnO, and the tin-containing oxide is a SnO 2 type.
또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판 상에 소스/드레인 전극, 게이트 절연막, 활성층, 게이트 전극을 구비한 전계 효과 트랜지스터에 있어서, 상기 활성층은 알루미늄, 아연, 및 주석을 포함하는 400℃ 이하에서 비정질 상태인 산화물을 포함하며, 상기 소스/드레인 전극 또는 상기 게이트 전극 중 적어도 한 개는 가시광에 투명한 것을 특징으로 하는 전계 효과 트랜지스터를 제공한다.In order to solve another technical problem, the present invention is a field effect transistor having a source / drain electrode, a gate insulating film, an active layer, a gate electrode on a substrate, the active layer is 400 ℃ containing aluminum, zinc, and tin Hereinafter, a field effect transistor including an oxide in an amorphous state, wherein at least one of the source / drain electrode or the gate electrode is transparent to visible light.
본 발명의 전계 효과 트랜지스터에서, 활성층을 구성하는 산화물의 금속 성분 비율이 아연 50 내지 99at%, 주석 0.5 내지 49.5at% 및 나머지는 알루미늄인 것이 바람직하다.In the field effect transistor of the present invention, the metal component ratio of the oxide constituting the active layer is preferably 50 to 99 at% of zinc, 0.5 to 49.5 at% of tin, and the remainder of aluminum.
상기 알루미늄은 Al2O3의 유형이며, 아연은 ZnO의 유형이며, 주석은 SnO2의 유형인 것이 바람직하다.The aluminum is of type Al 2 O 3 , zinc is of type ZnO and tin is of type SnO 2 .
본 발명에 따른 상기 전계 효과 트랜지스터는 기판 상에 순차적으로 게이트 전극, 게이트 절연층, 소스/드레인 전극 및 활성층이 형성되어 있는 하부 게이트 코-플래너형 구조, 기판 상에 순차적으로 게이트 전극, 게이트 절연층, 활성층 및 소스/드레인 전극이 형성되어 있는 하부 게이트 스태거드형 구조일 수 있으며, 또는 기판 상에 순차적으로 소스/드레인 전극, 활성층, 게이트 절연층 및 게이트 전극이 형성되어 있는 상부 게이트 코-플래너형 구조, 기판 상에 순착적으로 활성층, 소스/드레인 전극, 게이트 절연층 및 게이트 전극이 형성되어 있는 상부 게이트 스 태거드형 구조일 수 있다.The field effect transistor according to the present invention has a lower gate co-planar structure in which a gate electrode, a gate insulating layer, a source / drain electrode, and an active layer are sequentially formed on a substrate, and a gate electrode and a gate insulating layer are sequentially formed on a substrate. , A lower gate staggered structure in which an active layer and a source / drain electrode are formed, or an upper gate co-planar type in which a source / drain electrode, an active layer, a gate insulating layer, and a gate electrode are sequentially formed on a substrate. The structure may be an upper gate staggered structure in which an active layer, a source / drain electrode, a gate insulating layer, and a gate electrode are formed on the substrate.
또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판 상에 게이트 전극, 게이트 절연층, 활성층 및 소스/드레인 전극을 형성하는 전계 효과 트랜지스터의 제조방법에 있어서, 상기 활성층은 알루미늄, 아연 및 주석을 포함하는 400℃ 이하에서 비정질 상태인 산화물을 이용하여 상온 내지 200℃의 온도에서 증착되는 것을 특징으로 하는 전계 효과 트랜지스터의 제조방법을 제공한다.In order to solve another technical problem, the present invention is a method of manufacturing a field effect transistor for forming a gate electrode, a gate insulating layer, an active layer and a source / drain electrode on a substrate, the active layer comprises aluminum, zinc and tin It provides a method for manufacturing a field effect transistor characterized in that the deposition at a temperature of room temperature to 200 ℃ using an oxide in an amorphous state below 400 ℃.
상기 증착은 RF 또는 DC 마그네트론 스퍼터링법, 펄스 레이저 증착법, 열증착법 또는 화학증착법으로 수행된다.The deposition is performed by RF or DC magnetron sputtering, pulsed laser deposition, thermal evaporation or chemical vapor deposition.
또한 본 발명에 따른 전계 효과 트랜지스터는 200℃ 이하의 온도에서 후열처리되는 것이 바람직하다.In addition, the field effect transistor according to the present invention is preferably post-heated at a temperature of 200 ° C or less.
또한 본 발명에 따른 전계 효과 트랜지스터는 상기 활성층의 알루미늄 또는 주석 함량에 따라서 박막의 전기적 물성이 제어될 수 있으며, 상기 활성층의 형성시 챔버 내의 산소 분압의 변화에 따라서도 전기적 물성이 제어될 수 있다. In addition, in the field effect transistor according to the present invention, the electrical properties of the thin film may be controlled according to the aluminum or tin content of the active layer, and the electrical properties may be controlled according to the change of the oxygen partial pressure in the chamber when the active layer is formed.
본 발명에 따른 상기 알루미늄 함유 산화물, 아연 함유 산화물 및 주석 함유 산화물로 구성된 산화물 반도체 박막용 조성물은 인듐(In), 갈륨(Ga) 등의 고가의 금속원소를 사용하지 않고 투명한 산화물 반도체 박막을 얻을 수 있다.The composition for an oxide semiconductor thin film composed of the aluminum-containing oxide, zinc-containing oxide and tin-containing oxide according to the present invention can obtain a transparent oxide semiconductor thin film without using expensive metal elements such as indium (In) and gallium (Ga). have.
또한, 본 발명에 따른 상기 알루미늄 함유 산화물, 아연 함유 산화물 및 주석 함유 산화물로 구성된 산화물 반도체 박막용 조성물은 Cd, Pb 등의 유독성 중금 속 원소를 사용하지 않고 투명한 산화물 반도체 박막을 얻을 수 있다.In addition, the composition for oxide semiconductor thin film composed of the aluminum-containing oxide, zinc-containing oxide and tin-containing oxide according to the present invention can obtain a transparent oxide semiconductor thin film without using toxic heavy metal elements such as Cd, Pb.
본 발명에 따른 산화물 반도체 박막용 조성물은 200℃ 이하의 저온 공정을 통하여 활성층으로 적용되어 양호한 박막 트랜지스터 특성을 얻을 수 있다.The composition for an oxide semiconductor thin film according to the present invention may be applied to an active layer through a low temperature process of 200 ° C. or less to obtain good thin film transistor characteristics.
본 발명에 따른 산화물 반도체 박막용 조성물은 200℃ 미만의 공정 온도가 요구되는 플라스틱 기판 등의 저온용 기판을 사용하는 박막 트랜지스터 소자를 제작할 수 있다.The composition for an oxide semiconductor thin film according to the present invention can produce a thin film transistor device using a low-temperature substrate such as a plastic substrate that requires a process temperature of less than 200 ° C.
또한, 본 발명에 따른 산화물 반도체 박막용 조성물은 화학적으로 매우 안정된 화합물로 내구성이 우수하다.In addition, the composition for an oxide semiconductor thin film according to the present invention is a chemically very stable compound and excellent durability.
또한 본 발명에 따른 산화물 반도체 박막용 조성물은 상온 증착이 가능한 비정질 박막으로 용이하게 제조할 수 있으며, 400℃ 이하의 고온 공정을 거쳐도 비정질 상태를 유지하여 균일한 대면적 전자 소자를 제작하는데 유리하다.In addition, the composition for an oxide semiconductor thin film according to the present invention can be easily produced as an amorphous thin film capable of room temperature deposition, it is advantageous to manufacture a uniform large area electronic device by maintaining an amorphous state even after a high temperature process of 400 ℃ or less. .
본 발명에 따른 산화물 반도체 박막용 조성물은 상온 스퍼터링 공정으로 박막 트랜지스터 특성이 우수한 반도체 박막을 제조할 수 있어 저비용으로 대면적 전자 소자 제작에 유리하다.The composition for an oxide semiconductor thin film according to the present invention can produce a semiconductor thin film having excellent thin film transistor characteristics by a room temperature sputtering process, which is advantageous for manufacturing a large area electronic device at low cost.
또한, 본 발명에 따른 산화물 반도체 박막용 조성물을 활성층으로 이용하여 가시광선 투과율이 70% 이상의 투명 전자소자를 제작할 수 있다.In addition, a transparent electronic device having a visible light transmittance of 70% or more can be manufactured using the composition for an oxide semiconductor thin film according to the present invention as an active layer.
본 발명의 첫 번째 양태는 알루미늄 함유 산화물; 아연 함유 산화물; 및 주석 함유 산화물을 포함하며, 400℃ 이하에서 비정질 상태인 산화물 반도체 박막용 조성물이다.A first aspect of the invention is an aluminum containing oxide; Zinc containing oxides; And a tin-containing oxide, which is an oxide semiconductor thin film composition in an amorphous state at 400 ° C. or lower.
상기 알루미늄-아연-주석 함유 산화물은 비정질이며 400℃까지 가열하여도 비정질 상태를 유지한다.The aluminum-zinc-tin containing oxide is amorphous and remains amorphous even when heated to 400 ° C.
상기 알루미늄 함유 산화물, 아연 함유 산화물 및 주석 함유 산화물을 포함하는 조성물에서, 금속 성분인 알루미늄, 아연 및 주석의 원자비는 비정질을 유지하는 범위에서 다양하게 구성될 수 있으며, 바람직한 금속 성분의 비율은 아연 50 내지 99at%, 주석 0.5 내지 49.5at% 및 나머지는 알루미늄이다.In the composition including the aluminum-containing oxide, zinc-containing oxide and tin-containing oxide, the atomic ratio of aluminum, zinc, and tin, which are metal components, may be variously configured in a range of maintaining an amorphous state, and the ratio of the preferred metal component is zinc. 50 to 99 at%, 0.5 to 49.5 at% tin and the remainder is aluminum.
상기 알루미늄 함유 산화물은 Al2O3의 유형으로 존재될 수 있으며, 아연 함유 산화물은 ZnO의 유형으로 존재될 수 있고, 주석 함유 산화물은 SnO2의 유형으로 존재될 수 있다.The aluminum containing oxide may be present in the type of Al 2 O 3 , the zinc containing oxide may be present in the type of ZnO, and the tin containing oxide may be present in the type of SnO 2 .
상기와 같은 조성의 산화물 반도체 박막용 조성물은 전계 효과 트랜지스터에서 일반적으로 활성층으로 사용될 수 있다.The composition for an oxide semiconductor thin film having the above composition can be generally used as an active layer in a field effect transistor.
상기 전계 효과 트랜지스터는 도 1 및 2와 같은 구조, 즉 기판(10) 상에, 게이트 전극(20), 게이트 절연막(30), 소스/드레인 전극(40) 및 활성층(50)이 순차적으로 적층되어 있는 코-플래너형 구조, 또는 기판(10) 상에, 게이트 전극(20), 게이트 절연막(30), 활성층(50) 및 소스/드레인 전극(40)이 순차적으로 적층되어 있는 스태거드형 구조의 하부 게이트 박막 트랜지스터를 구성할 수 있으며, 또한, 도 3 및 4와 같은 구조, 즉, 기판(10) 상에, 소스/드레인 전극(40), 활성층(50), 게이트 절연막(30) 및 게이트 전극(20)이 순차적으로 적층되어 있는 코-플래너형 구조 또는 기판(10) 상에, 활성층(50), 소스/드레인 전극(40), 게이트 절연막(30), 및 게이트 전극(20)이 순차적으로 적층되어 있는 스태거드형 구조의 상부 게이트 박막 트랜지스터를 구성할 수 있다.1 and 2, the
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전계 효과 트랜지스터는 기판(10), 게이트 전극(20), 게이트 절연막(30), 소스/드레인 전극(40) 및 활성층(50)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a field effect transistor according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
상기 기판(10)으로는 이 분야의 일반적인 것이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 유리, 금속호일, 플라스틱, 또는 실리콘 중에서 선택될 수 있다.As the
상기 게이트 전극(20)으로는 ITO, IZO, ZnO:Al(Ga) 등과 같은 투명 산화물, Ti, Ag, Au, Al, Cr, Al/Cr/Al, Ni 등과 같은 여러 종류의 저항이 낮은 금속 또는 전도성 고분자가 사용될 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 상기 게이트 전극(20)은 상기 기판(10) 상에 이 분야의 통상적인 두께로 스퍼터링법, 원자층 증착법(ALD), 화학기상 증착법(CVD) 등의 공정을 통해 증착된 후 패터닝된다.The
상기 기판(10)과 게이트 전극(20) 상에 형성되는 게이트 절연막(30)으로는 투명한 산화물 또는 질화물, 예를 들면 SiNx, AlON, TiO2, AlOx, TaOx, HfOx, SiON, SiOx 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 산화 알루미늄(Al2O3) 등이 사용될 수 있다. 그 이외에도 고분자를 이용한 박막이 가능하다. 또한, 상기 게이트 절연막(30)은 이 분야의 통상적인 두께로 원자층 증착법(ALD), PECVD법, 기타 스퍼터링법과 같은 공정을 통해 형성될 수 있으며, 도시하지 않았지만 형성 후 전극 연결을 위한 패드를 형성한다.As the
상기 게이트 절연막(30)에 형성되는 소스·드레인 전극(40)으로는 게이트 전극(20)과 유사하게 ITO, IZO, ZnO:Al(Ga) 등의 투명 산화물, Al, Cr, Au, Ag, Ti 등의 금속 또는 전도성 고분자가 사용할 수 있지만 이것으로 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 소스·드레인 전극(40)은 상기 금속과 산화물의 이층구조를 형성할 수도 있다. 상기 소스/드레인 전극은 이 분야의 통상적인 두께로 스퍼터링법, ALD, CVD 등과 같은 공정을 통해 증착된 후 패터닝된다.As the source /
상기 소스/드레인 전극(40) 및 채널 영역 상에 형성되는 활성층(50)으로는 알루미늄 함유 산화물, 아연 함유 산화물, 및 주석 함유 산화물을 포함하며, 400℃ 이하에서 비정질 상태인 산화물 반도체 박막용 조성물이 사용될 수 있으며, 상기 조성물에서, 금속 성분인 알루미늄, 아연 및 주석의 원자비는 아연 50 내지 99at%, 주석 0.5 내지 49.5at% 및 나머지는 알루미늄인 것이 바람직하다. 또한, 상기 알루미늄 함유 산화물은 Al2O3의 유형으로 존재될 수 있으며, 아연 함유 산화물은 ZnO의 유형으로 존재될 수 있고, 주석 함유 산화물은 SnO2의 유형으로 존재될 수 있다.The
상기 알루미늄 함유 산화물, 아연 함유 산화물 및 주석 함유 산화물을 포함하는 조성물은 RF 또는 DC 마그네트론 스퍼터링(RF/DC magnetron sputtering)법, 펄스 레이저 증착(Pulsed Laser Deposition)법, 열 증착(Thermal Evaporation)법, 화학증착법(Chemical Vapor Deposition) 등에 의해 활성층으로 증착될 수 있으며, 약 10 내지 50㎚의 두께 범위에서 형성될 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니 다.The composition containing the aluminum-containing oxide, zinc-containing oxide and tin-containing oxide is RF or DC magnetron sputtering method, Pulsed Laser Deposition method, Thermal Evaporation method, chemical It may be deposited as an active layer by chemical vapor deposition, etc., and may be formed in a thickness range of about 10 to 50 nm, but is not limited thereto.
상기 알루미늄 함유 산화물, 아연 함유 산화물 및 주석 함유 산화물을 포함하는 조성물은 상온 내지 200℃의 온도 범위에서 증착될 수 있으며, 바람직하게는 150℃에서 증착되는 것이다.The composition including the aluminum-containing oxide, zinc-containing oxide, and tin-containing oxide may be deposited at a temperature range of room temperature to 200 ° C, and is preferably deposited at 150 ° C.
상기 활성층(50) 위에 도시하지 않았지만, 보호층이 형성될 수 있으며, 예를 들면, 폴리이미드 폴리머와 같은 폴리머 물질들이 스핀 코팅, 딥코팅, 캐스팅 등과 같은 방법을 통해 형성된 후 패터닝될 수 있으며, SiO2, Al2O3와 같은 절연물질들을 화학증착법(CVD), 원자층 증착법(ALD) 등을 통하여 형성된 후 패터닝 될 수 있다.Although not shown on the
상기 박막의 형성시 모든 패터닝은 포토-리소그래피 방법 또는 습식 식각 방법을 통해 수행될 수 있다.All patterning in the formation of the thin film may be performed through a photo-lithography method or a wet etching method.
지금까지 보고된 ZnO, Zn-Sn-O, In-Zn-O, In-Ga-Zn-O계 산화물 박막트랜지스터에서는 일반적으로 200℃이상의 고온에서 열처리하거나 고온에서 박막을 증착하여야 전계 효과 트랜지스터 특성을 나타낸다. 그러나 본 발명에 따른 알루미늄-아연-주석 함유 산화물을 포함하는 조성물을 활성층으로 이용한 전계 효과 트랜지스터는 상온에서 증착하여도 트랜지스터 특성을 나타내며 150 내지 200℃의 온도에서 후열처리하면 보다 우수한 트랜지스터 특성을 나타낼 수 있다.In the ZnO, Zn-Sn-O, In-Zn-O, and In-Ga-Zn-O based oxide thin film transistors reported so far, generally, heat treatment at a temperature of 200 ° C. or higher or deposition of a thin film at high temperature is required to improve the field effect transistor characteristics. Indicates. However, the field effect transistor using the composition including the aluminum-zinc-tin-containing oxide according to the present invention as an active layer exhibits transistor characteristics even when deposited at room temperature, and may exhibit better transistor characteristics when subjected to post-heat treatment at a temperature of 150 to 200 ° C. have.
본 발명에 따른 상기 알루미늄-아연-주석 함유 산화물은 화학적으로 매우 안정된 조성의 화합물로 400℃ 이하에서 열처리하여도 비정질 상태를 유지하여 균일한 대면적 소자를 제작하는데 매우 유리하며 공정 중의 각종 고온 공정과 식각 공 정에서도 안정된 특성을 유지한다. 또한 내구성이 우수하여 박막 트랜지스터 등의 전자 소자로 제작한 후 장시간 동안 안정된 특성을 유지한다. The aluminum-zinc-tin-containing oxide according to the present invention is a compound having a chemically very stable composition, which is very advantageous for producing a uniform large-area device by maintaining an amorphous state even after heat treatment at 400 ° C. or less, Stable characteristics are maintained even during the etching process. In addition, it is excellent in durability, and thus, it is maintained in a stable characteristic for a long time after being manufactured with an electronic device such as a thin film transistor.
본 발명에 따른 상기 알루미늄-아연-주석 함유 산화물은 n-형 전계 효과 트랜지스터의 활성층 반도체 물질로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 다이오드 소자의 n-형 반도체층으로 사용될 수 있다.The aluminum-zinc-tin containing oxide according to the present invention can be used not only as an active layer semiconductor material of an n-type field effect transistor, but also as an n-type semiconductor layer of a diode device.
또한 상기 알루미늄-아연-주석 함유 산화물은 박막 형성시 산소 분압 및 주석의 함량에 따라 비저항이 1012 Ωcm 이상인 절연체 물질로도 사용할 수 있으며, 알루미늄과 주석의 함량에 따라 박막의 전기전도도를 비롯한 전기적 물성을 조절할 수 있다. 또한 이를 활성층으로 이용한 전계 효과 트랜지스터의 경우 전기적 특성도 변화시킬 수 있다.In addition, the aluminum-zinc-tin-containing oxide may be used as an insulator material having a specific resistance of 1012 Ωcm or more depending on the oxygen partial pressure and the tin content when forming a thin film, and the electrical properties including the electrical conductivity of the thin film according to the aluminum and tin content. I can regulate it. In addition, in the case of the field effect transistor using the active layer may change the electrical characteristics.
상기 알루미늄-아연-주석 함유 산화물로 형성된 박막은 박막 제조 시의 챔버 내 산소 분압의 변화에 따라 전기전도도 및 전기적 물성을 조절할 수 있다. 또한 이를 활성층으로 이용한 전계 효과 트랜지스터의 전기적 특성 또한 박막 제조 시 산소 분압에 따라 변화될 수 있다.The thin film formed of the aluminum-zinc-tin-containing oxide may control electrical conductivity and electrical properties according to a change in the partial pressure of oxygen in the chamber during the manufacture of the thin film. In addition, the electrical properties of the field effect transistor using this as an active layer may also be changed according to the oxygen partial pressure in the thin film manufacturing.
상기 알루미늄-아연-주석 산화물로 형성된 박막은 박막 제조시 후열처리 온도 및 분위기에 따라 전기전도도 및 전기적 물성을 조절할 수 있다. 또한 이를 활성층으로 이용한 전계 효과 트랜지스터의 전기적 특성 또한 제어될 수 있다. The thin film formed of the aluminum-zinc-tin oxide may control electrical conductivity and electrical properties according to post-heating temperature and atmosphere during thin film manufacture. In addition, the electrical characteristics of the field effect transistor using the active layer can also be controlled.
상기 알루미늄-아연-주석 함유 산화물 박막을 활성층으로 사용하고 소스/드레인 전극, 게이트 전극 및 게이트 절연체를 구비한 박막 트랜지스터는 능동형 액정표시장치, 능동형 유기발광다이오드 표시장치, 능동형 전계발광 디스플레이 등의 평판형 디스플레이 패널의 백플레인 소자로 사용할 수 있다. The thin film transistor using the aluminum-zinc-tin-containing oxide thin film as an active layer and having a source / drain electrode, a gate electrode, and a gate insulator has a flat panel type such as an active liquid crystal display, an active organic light emitting diode display, and an active electroluminescent display. It can be used as a backplane element of a display panel.
또한, 상기 알루미늄-아연-주석 함유 산화물 박막을 활성층으로 사용하고, 소스/드레인 전극, 게이트 전극 및 게이트 절연체를 구비한 박막 트랜지스터는 박막형 전기회로의 인버터 소자로도 사용할 수 있다.The thin film transistor including the aluminum-zinc-tin-containing oxide thin film as an active layer and having a source / drain electrode, a gate electrode, and a gate insulator can also be used as an inverter element of a thin film type electric circuit.
그리고, 또한 상기 알루미늄-아연-주석 산화물 박막을 활성층으로 사용하고, 소스/드레인 전극, 게이트 전극 및 게이트 절연체를 구비한 박막 트랜지스터는 박막형 전기회로의 증폭기 소자로 사용할 수 있다.In addition, the thin film transistor including the aluminum-zinc-tin oxide thin film as an active layer and having a source / drain electrode, a gate electrode, and a gate insulator can be used as an amplifier element of a thin film type electric circuit.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 실시예로 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the examples.
실시예Example 1 One
100x100 ㎟의 알칼리성 없는 유리 기판을 아세톤, 이소-프로필 알콜 및 탈이온수로 순차적으로 초음파 세정하였다. 이어서, 세정된 유리 기판 상에 ITO를 가지고 DC-RF 마그네트론 스퍼터로 스퍼터링하여 150nm의 두께로 게이트 전극을 증착하고 패터닝하였다. 이어서, 170nm 두께로 게이트 절연층을 알루미나를 사용하여 150℃에서 ALD법으로 형성한 후, ITO을 가지고 DC-RF 마그네트론 스퍼터로 스퍼터링하여 150nm의 두께로 소스/드레인 전극을 증착 및 패터닝한 후, 그 위에 4at%의 Al2O3, 66at%의 ZnO 및 30at%의 SnO2의 타겟이 장착된 RF 마그네트론 스퍼터를 사용 하여 상온에서 30㎚의 두께로 박막을 증착하여 이를 활성층으로 하였다. 상기 스퍼터링은 0.2Pa의 챔버 압력과 300W의 스퍼터링 파워를 가지고 Ar/O2 분위기에서 수행하였으며, 모든 패터닝은 포토-리소그래피 방법 및 습식 식각 방법으로 수행하였다. 상기와 같은 방법으로 하부 게이트 코-플래너형 구조의 박막 트랜지스터를 제작하였다. 얻어진 박막 트랜지스터의 전류-전압 특성을 평가하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.100 × 100
실시예Example 2 2
제작된 소자를 150℃ 진공 분위기에서 1시간 동안 어닐링(열처리)하는 것만 제외하고 실시예 1과 동일하게 하여 박막 트랜지스터 소자를 제작하였다. 이어서, 얻어진 박막 트랜지스터의 전류-전압 특성을 평가하여 그 결과를 도 6에 나타내었다.A thin film transistor device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the manufactured device was annealed (heat treated) in a vacuum atmosphere at 150 ° C. for 1 hour. Next, the current-voltage characteristics of the obtained thin film transistors were evaluated and the results are shown in FIG. 6.
실시예Example 3 3
제작된 소자를 180℃ 진공 분위기에서 1시간 동안 어닐링(열처리)하는 것만 제외하고 실시예 1과 동일하게 하여 박막 트랜지스터 소자를 제작하였다. 이어서, 얻어진 박막 트랜지스터의 전류-전압 특성을 평가하여 그 결과를 도 7에 나타내었다.A thin film transistor device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the manufactured device was annealed (heat treated) in a vacuum atmosphere at 180 ° C. for 1 hour. Next, the current-voltage characteristics of the obtained thin film transistors were evaluated and the results are shown in FIG. 7.
실시예Example 4 4
100x100 ㎟의 알칼리성 없는 유리 기판을 아세톤, 이소-프로필 알콜 및 탈이온수로 순차적으로 초음파 세정하였다. 이어서, 세정된 유리 기판 상에 ITO를 가지고 DC-RF 마그네트론 스퍼터로 스퍼터링하여 150nm의 두께로 게이트 전극을 증착하고 패터닝하였다. 이어서, 170nm 두께로 게이트 절연층을 알루미나를 사용하여 150℃에서 ALD법으로 형성한 후, ITO을 가지고 DC-RF 마그네트론 스퍼터로 스퍼터링하여 150nm의 두께로 소스/드레인 전극을 증착 및 패터닝한 후, 그 위에 5at%의 Al2O3, 83at%의 ZnO 및 12at%의 SnO2의 타겟이 장착된 RF 마그네트론 스퍼터를 사용하여 상온에서 30㎚의 두께로 박막을 증착하여 이를 활성층으로 하여, 하부 게이트 코-플래너형 구조의 박막 트랜지스터를 제작하였다. 상기 스퍼터링은 0.2Pa의 챔버 압력과 300W의 스퍼터링 파워를 가지고 Ar/O2 분위기에서 수행하였다. 이어서, 소자를 180℃ 진공 분위기에서 1시간 동안 어닐링(열처리)하고, 얻어진 박막 트랜지스터의 전류-전압 특성을 평가하여 그 결과를 도 8에 나타내었다.100 × 100
실시예Example 5 5
활성층을 형성 후, 그 위에 폴리-이미드 폴리머를 사용하여 스핀코팅법으로 500nm의 두께로 보호막을 형성한 후 소자를 180℃ 진공 분위기에서 1시간 동안 어닐링(열처리)하는 것만 제외하고 실시예 4와 동일하게 하여 박막 트랜지스터 소자를 제작하였다. 얻어진 박막 트랜지스터의 전류-전압 특성을 평가하여 그 결과를 도 9에 나타내었다.After forming the active layer, using a poly-imide polymer on it to form a protective film to a thickness of 500nm by spin coating method, except that the device is annealed (heat treatment) for 1 hour in a 180 ℃ vacuum atmosphere and In the same manner, a thin film transistor device was fabricated. The current-voltage characteristics of the obtained thin film transistors were evaluated and the results are shown in FIG. 9.
실시예Example 6 6
100x100 ㎟의 알칼리성 없는 유리 기판을 아세톤, 이소-프로필 알콜 및 탈이온수로 순차적으로 초음파 세정하였다. 이어서, 세정된 유리 기판 상에 ITO를 가지고 DC-RF 마그네트론 스퍼터로 스퍼터링하여 150nm의 두께로 소스-드레인 전극을 증착 및 패터닝하였다. 이어서, 그 위에 4at%의 Al2O3, 66at%의 ZnO 및 30at%의 SnO2의 타겟이 장착된 RF 마그네트론 스퍼터를 사용하여 상온에서 30㎚의 두께로 박막을 증착하여 이를 활성층으로 하였다. 상기 스퍼터링은 0.2Pa의 챔버 압력과 300W의 스퍼터링 파워를 가지고 Ar/O2 분위기에서 수행하였다. 이어서, 170nm 두께로 게이트 절연층을 알루미나를 사용하여 150℃에서 ALD법으로 형성한 후, ITO을 가지고 DC-RF 마그네트론 스퍼터로 스퍼터링하여 150nm의 두께로 게이트 전극을 증착 및 패터닝하여, 상부 게이트 코-플래너형 구조의 박막 트랜지스터를 제작하였다. 이어서, 소자를 300℃에서 O2 중에서 1시간 동안 어닐링(열처리)하고, 얻어진 박막 트랜지스터의 전류-전압 특성을 평가하여 그 결과를 도 10에 나타내었다.100 × 100
박막 트랜지스터의 특성 평가Characterization of Thin Film Transistors
도 5 내지 도 10에 도시된 실시예 1 내지 6으로부터 제작된 박막 트랜지스터 소자들의 전류-전압 특성을 살펴보면, 알루미늄-아연-주석 함유 산화물로 형성된 활성층을 채용한 하부 게이트 트랜지스터 및 상부 게이트 트랜지스터에서 모두 전기적 특성이 우수함을 알 수 있다. 구체적인 결과는 다음과 같다.Looking at the current-voltage characteristics of the thin film transistor devices fabricated from Examples 1 to 6 shown in FIGS. 5 to 10, both the lower gate transistor and the upper gate transistor employing an active layer formed of aluminum-zinc-tin containing oxide It can be seen that the characteristics are excellent. Specific results are as follows.
박막 트랜지스터의 열처리 전후의 특성 평가Evaluation of characteristics before and after heat treatment of thin film transistor
실시예 1, 2 및 3에서 얻은 트랜지스터의 전류-전압 특성을 나타낸 도 5 내지 도 7를 통해 알 수 있는 바와 같이, 열처리 후의 트랜지스터가 보다 우수한 특성을 나타낸다. 즉, 서브-문턱전압 스윙(S/S)이 개선되었고, 전계 효과 이동도가 약 3배 내지 약 5배 이상 향상되었음을 확인할 수 있다.As can be seen from Figs. 5 to 7 showing the current-voltage characteristics of the transistors obtained in Examples 1, 2 and 3, the transistor after the heat treatment shows better characteristics. That is, it can be seen that the sub-threshold voltage swing (S / S) has been improved and the field effect mobility has been improved by about 3 times to about 5 times or more.
또한, 알루미늄, 아연 및 주석 함량을 달리하여 제작된 실시예 4 내지 5의 트랜지스터의 전류-전압 특성을 나타낸 도 8 및 도 9의 비교를 통해서도, 열처리 후의 트랜지스터가 전기적 특성이 향상되었음을 알 수 있다.In addition, it can be seen from the comparison of FIGS. 8 and 9 that show current-voltage characteristics of the transistors of Examples 4 to 5 manufactured by varying aluminum, zinc, and tin contents, the electrical characteristics of the transistor after heat treatment are improved.
박막 트랜지스터의 주석 함량에 따른 특성 평가Evaluation of Properties According to Tin Content of Thin Film Transistor
활성층을 구성하는 알루미늄-아연-주석 함유 산화물의 조성[(1-x)(Al0 .06 Zn0.94)x(Sn)]Oy 중에서 주석 함량을 달리하는 것만 제외하고 실시예 2에서와 같은 방법을 통해 및 실시예 3에서와 같은 방법을 통해 박막 트랜지스터들을 제작하였고, 이들 각각의 주석 함량에 따른 전계 효과 이동도를 평가하여 그 결과를 도 11에 나타내었다. 그 결과 150℃ 및 180℃에서 각각 어닐링 처리한 트랜지스터 모두에서 주석 함량이 증가됨에 따라서 이동도가 증가함을 확인할 수 있었다. Method, except for varying the composition of the tin-containing oxide [(1-x) (
박막 트랜지스터의 산소 Oxygen in thin film transistor 분압에At partial pressure 따른 특성 평가 Characteristics evaluation
활성층 박막의 제작시, 산소 분압을 달리하는 것만 제외하고, 실시예 2에서와 같은 방법을 통해 및 실시예 3에서와 같은 방법을 통해 박막 트랜지스터들을 제작하였고, 이들 각각의 산소 분압에 따른 전계 효과 이동도를 평가하여 그 결과를 도 12에 나타내었다. 그 결과 산소 분압이 증가됨에 따라서 이동도가 감소함을 확인할 수 있었다. When fabricating the active layer thin film, except that the oxygen partial pressure was changed, thin film transistors were fabricated by the same method as in Example 2 and the same method as in Example 3, and the field effect shift according to the respective oxygen partial pressures. Figure 12 was evaluated and the results are shown in Figure 12. As a result, it was confirmed that the mobility decreased as the oxygen partial pressure was increased.
알루미늄-아연-주석 함유 산화물 박막의 Of aluminum-zinc-tin containing oxide thin films 비정질Amorphous 평가 evaluation
RF 마그네트론 스퍼터링법으로 4.5at%의 Al2O3, 65.5at%의 ZnO 및 30at%의 SnO2을 이용하여 상온에서 150㎚의 두께로 박막을 증착하였고, 이를 XRD로 분석하였으며, 1시간 동안 300℃에서 어닐링 처리한 후 이를 다시 XRD로 분석하여 그 결과를 도 13 및 도 14에 나타내었다. 도 13 및 도 14를 통해 알 수 있는 바와 같이, 열처리 전후 모두 비정질 상태임을 확인할 수 있다.A thin film was deposited at a thickness of 150 nm at room temperature using 4.5 at% Al 2 O 3 , 65.5 at% ZnO, and 30 at% SnO 2 by RF magnetron sputtering, which was analyzed by XRD and 300 for 1 hour. After annealing at ° C and analyzed again by XRD, the results are shown in FIGS. 13 and 14. As can be seen through FIGS. 13 and 14, it can be confirmed that both before and after heat treatment are in an amorphous state.
도 1은 본 발명에 일실시예에 따른 하부 게이트 코-플래너형 구조의 전계 효과 트랜지스터의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a field effect transistor of a lower gate co-planar type structure according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하부 게이트 스태거드형 구조의 전계 효과 트랜지스터의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a field effect transistor of a lower gate staggered structure according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 상부 게이트 코-플래너형 구조의 전계 효과 트랜지스터의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a field effect transistor of an upper gate co-planar type structure according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상부 게이트 스태거드형 구조의 전계 효과 트랜지스터의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a field effect transistor of an upper gate staggered structure according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 활성층이 알루미늄-아연-주석 함유 산화물로 상온에서 증착된 하부 게이트 전계 효과 트랜지스터의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing current-voltage characteristics of a lower gate field effect transistor in which an active layer is deposited at room temperature with an aluminum-zinc-tin-containing oxide according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 150℃에서 후열처리된 하부 게이트 전계 효과 트랜지스터의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph illustrating current-voltage characteristics of a bottom gate field effect transistor post-heat treated at 150 ° C. according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 180℃에서 후열처리된 하부 게이트 전계 효과 트랜지스터의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating current-voltage characteristics of a lower gate field effect transistor post-heat treated at 180 ° C. according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따라 보호막 없이 180℃에서 후열처리된 하부 게이트 전계 효과 트랜지스터의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing current-voltage characteristics of a lower gate field effect transistor post-heat treated at 180 ° C. without a protective film according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따라 보호막을 형성한 후 180℃에서 후열처리된 하부 게이트 전계 효과 트랜지스터의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프 이다.FIG. 9 is a graph illustrating current-voltage characteristics of a lower gate field effect transistor after post-heat treatment at 180 ° C. after forming a passivation layer according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따라 제작된 상부 게이트 전계 효과 트랜지스터의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.10 is a graph illustrating current-voltage characteristics of an upper gate field effect transistor manufactured according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 11은 주석 함량에 따른 전계 효과 이동도의 변화를 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing the change in field effect mobility according to the tin content.
도 12은 산소 분압에 따른 전계 효과 이동도의 변화를 나타낸 그래프이다.12 is a graph showing the change in field effect mobility according to the partial pressure of oxygen.
도 13은 본 발명에 따라 상온에서 증착된 알루미늄-아연-주석 함유 산화물 박막의 XRD이다.13 is an XRD of an aluminum-zinc-tin containing oxide thin film deposited at room temperature in accordance with the present invention.
도 14는 본 발명에 따라 상온에서 증착된 알루미늄-아연 -주석 함유 산화물 박막의 300℃ 열처리후를 나타낸 XRD이다FIG. 14 is an XRD showing a 300 ° C. heat treatment of an aluminum-zinc-tin-containing oxide thin film deposited at room temperature according to the present invention. FIG.
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