ALD SnO₂ 박막의 급속 열처리 온도에 따른 전기적, 표면 특성 제어 연구

국문 초록 (Abstract)

차세대 디스플레이 기술이 고해상도화, 슬림화, 고투명화에 따라 이를 구동할 수 있는 고성능 투명 박막 트랜지스터 (TFTs) 에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히 높은 캐리어 이동도와 낮은 누설 전류, 안정적인 스위칭 특성을 동시에 만족시키 는 산화물 반도체 채널 소재의 개발이 디스플레이 소자의 성능 향상과 직결되는 핵심 기술로 인식되고 있다. 현재까지 널리 사용되고 있는 IGZO는 우수한 전기적 특성과 공정 적합성을 바탕으로 상용화가 이루어졌지만, 인듐 기반 물질은 높은 원가와 자원 확보의 제약으로 대면적 양산 공정 적용에 있어 한계를 가지고 있다. 이에 따라, 저비용·고신뢰성 대체 물질로서 SnO₂ 가 주목받고 있으며, 넓은 밴드갭, 높은 투과도, 뛰어난 화학적 안정성, ALD 공정 호환성 등의 장점으로 차세대 산화물 반도체 채널 물질로 주목 받고 있다. 본 연구에서는 전구체로 tetrakis(dimethylamino)tin(IV) (TDMA Sn), 반응물로 H₂O를 사용하는 atomic layer deposition (ALD) 공정을 통해 SnO₂ 박막을 증착한 후, 다양한 온도 조건에서 rapid thermal annealing (RTA)을 수행하였다. 증착된 SnO₂ 박막을 채널로 사용하 는 TFT 소자를 제작하였으며, 이를 기반으로 박막 특성을 평가하였다. 광학적 특성은 UV-Vis spectrophotometer를 이용하여 투과도를 분석하였고, 표면 특성은 atomic force microscopy (AFM)로 거칠기를, X-ray diffraction (XRD)로 결정성을 평가하였 다. 전기적 특성은 gate 전압에 따른 drain 전류 (V_G-I_D transfer curve)를 기반으로 평가하였다. 이를 바탕으로 다양한 급속 열처리 온도가 SnO₂ TFT의 전기적 및 표면 특성에 미치는 영향을 분석하고자 한다.