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TFT를 위한 미세정질 실리콘의 플라스마 증착 문제

전문가 제언: ○ 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(a-Si:H TFT)는 AMLCD(Active Matrix LCD)와 AMOLED(Active Matrix OLED)에 많이 사용되는 반도체 재료이다. 최근에는 미정질(微晶質) 실리콘박막트랜지스터(μc-Si:H TFT)가 AMLCD구동회로에, 또 OLED의 TFT픽셀회로에 더욱 더 매력적이다. 그 이유는 a-Si:H TFT에 비하여 전자의 이동도 및 안정성이 뛰어난 것으로 알려졌기 때문이다.

○ μc-Si:H 필름은 일반적으로 수소가스에 희석되어 있는 SiH4로부터 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)방법으로 제조된다. 그러나 μc-Si:H 필름이 비정질 실리콘 나트륨(a-SiNx)유전체 기판으로부터 성장될 때, 핵의 부재로 인하여 Si네트워크는 수백 나노미터까지 비정질로 성장된다. μc-Si:H의 결정성이 완성된 이후, 하부에 있는 이 비정질이 TFT의 전기적 성질에 치명적인 영향을 준다.

○ μc-Si:H 필름의 증착률은 a-Si:H 필름에 비하여 수소의 희석으로 대단히 늦다. 이는 μc-Si:H 필름이 전기적 성질이 우수함에도 생산으로 곧 바로 이어 지기 어려운 원인이 되고 있다. 따라서 μc-Si:H 필름은 수십 나노미터 두께까지 고품질이 되도록 하는 것이 문제점이다. 그러나 산업적 이용을 위해서는 하부게이트 구조가 a-Si:H TFT에서 사용하는 같은 리소그래프를 사용할 수 있어 더욱 편리하다.

○ 이 연구에서는 하부게이트 μc-Si:H TFT에 초점을 맞추고 OLED 화소와 AMCLD의 구동회로에 적합한 3cm2/Vs이상 값을 갖는 이동도와 낮은 차단전류(~pA)를 갖는 안정한 TFT를 제작하고 실험하였다. 이러한 특성으로 AMLCD나 AMOLED 응용을 위한 훌륭한 후보 디바이스가 될 수 있을 것으로 생각한다.

○ μc-Si:H 필름이 태양전지를 위하거나 AMOLED디스플레이 구동을 위한 TFT의 제작을 위하여 널리 사용되길 기대하며 경제적인 양산 공정이 속히 개발되길 바란다.

저자: Pere Roca i Cabarrocas et. al.
자료유형: 학술정보