저온 소성 가능한 전구체 기반 산화물 박막트랜지스터

Abstract

금속 산화물 반도체는 약 3 eV 이상의 넓은 밴드갭은 가지고 있어 광학적으로 투명하며, 비정질 상태에서도 우수한 n-type 반도체 특성을 갖는다. 이와 같은 장점으로 대면적 균일도와 저온 공정이 가능할 것으로 여겨지는 차세대 디스플레이 구동 반도체 재료로 AMLCD나 AMOLED와 같은 디스플레이분야의 응용뿐만 아니라 RFID나 transparent tag와 같은 전자 회로에도 응용 가능한 큰 잠재력을 지니고 있다. 특히, 진공 공정에 비해 간단하고 경제적인 방법으로 소자를 제작할 수 있는 용액 공정은 금속 산화물 반도체의 실용화 가능성을 높일 수 있다. 또한 비교적 낮은 온도에서 뛰어난 전기적 특성을 보이는 금속 산화물 반도체의 특성을 잘 활용하면 저렴한 유리 기판이나 유연한 플라스틱 기판에도 용액 공정을 통해서 TFT를 구현할 수 있는 가능성이 있다. 본 연구에서는 솔-젤 공정을 활용하여 저온 공정 가능한 산화물 반도체를 제작하고자 하였다. 솔-젤 공정은 저온에서 유리 및 산화물을 제작할 수 있는 대표적인 용액 공정으로, 저렴한 가격으로 균일한 박막을 형성할 수 있다는 장점이 있다. 이를 달성하기 위하여 새로운 조성의 반도체 재료를 개발하고자 하였다. 그리고 추가 열처리를 통하여 저온 공정을 구현하고 그 특성을 향상시키고자 하였다. 또 기존의 알코올 기반의 접근 방식에서 탈피하여 전구체 수용액을 제안하고 이를 유연 기판위에 제작하고자 하였다. 그리고 최종적으로 우수한 전기적 특성과 신뢰성을 을 갖는 산화물 반도체를 제작하고자 하였다.