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게이트 전극이 형성된 기판; 상기 기판에 공기중에서 용액 공정(solution process)을 사용하여 증착되고, 어닐링(annealing) 공정을 통해 박막이 형성된 Al2O3에 BN(boron nitride)을 합성한 하이브리드 Al2O3/BN 절연층; 상기 용액 공정을 사용하여 상기 하이브리드 Al2O3/BN 절연층 위에 증착되고, 어닐링(annealing) 공정을 통해 박막이 형성된 IGZO(Induim gallium zinc oxide) 활성층; 및 상기 하이브리드 Al2O3/BN 절연층 또는 상기 IGZO 활성층 위에 증착된 소스 및 드레인 전극; 을 포함하는 Al2O3/BN 절연층을 갖는 IGZO TFT
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제1항에 있어서, 상기 기판은 하이 도핑된 실리콘(Highly doped Si) 기판을 사용하며, 게이트 전극이 형성되며,아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올(IPA, isopropyl alcohol)을 이용하여 초음파 욕조에서 소정시간 동안 초음파 세척을 통해 상기 기판을 클리닝하며, 상기 기판을 클리닝 후, UV 오존 처리(UV ozone treatment)를 사용하여 상기 기판의 표면을 친수성화하는, Al2O3/BN 절연층을 갖는 IGZO TFT
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제1항에 있어서, 상기 용액 공정은 스핀 코팅을 적용하며, 상기 스핀 코팅은 상기 Al2O3에 BN을 합성한 하이브리드 Al2O3/BN 절연층을 45초 동안 6000rpm 회전수로 스핀 코팅하며, 상기 IGZO 활성층은 45초동안 4000rpm 회전수로 스핀 코팅하며,상기 소스 및 드레인 전극은 E-beam evaporation을 이용하여 50nm의 알루미늄(Al)의 금속이 증착되는, Al2O3/BN 절연층을 갖는 IGZO TFT
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제1항에 있어서, 상기 어닐링은 열 어닐링 또는 실온에서 마이크로웨이브 어닐링을 사용하는, Al2O3/BN 절연층을 갖는 IGZO TFT
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제4항에 있어서, 상기 어닐링 시에, 어닐링(annealing) 조건은 상기 열 어닐링(thermal annealing)은 1시간 동안 400 ℃로 가열하며상기 마이크로웨이브 어닐링(microwave annealing)은 15분 동안 150 ℃로 가열하는, Al2O3/BN 절연층을 갖는 IGZO TFT
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제5항에 있어서, 상기 열 어닐링 또는 상기 마이크로웨이브 어닐링(thermal and microwave annealing)에 의해 제조된 상기 Al2O3 과 BN(low-k boron nitride) 두 종류의 절연 물질 powder의 혼합 비율은 100:0, 100:1, 100:4, 100:10을 각각 다르게 구성되어 혼입되어 제조된 100:0, 100:1, 100:4, 및 100:10 비율의 Al2O3/BN 절연층의 복합 막을 형성하며, High-k 유전체 재료 인 Al2O3와 Low-k 유전체 재료 인 BN의 상기 마이크로웨이브 어닐링 공정이 BN을 Al2O3 막에 균일하고 결합되는, Al2O3/BN 절연층을 갖는 IGZO TFT
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제1항에 있어서, 상기 하이브리드 Al2O3/BN 절연층은 용액-공정처리 된 Al2O3 유전체는 진공 처리(vacuum process) 된 Al2O3 유전체와 비교하여 높은 누설 전류 레벨을 가지며, 용액-공정처리 된 Al2O3 유전체의 누설 전류는 BN의 혼입에 의해 누설전류가 상당히 억제되며, 전류 레벨은 깨끗한 Al2O3 유전체의 전류 레벨에 비해 3V에서 100배 감소하고, Al2O3 유전체의 광학적인 특성이 BN의 합성에 투과율(transmittance)이 영향을 받지 않으며, i) Al2O3 유전체에 BN의 합성에도 매우 균일하고 깨끗한 박막 표면 상태를 유지하며, ii) 하이브리드 Al2O3/BN 절연층의 산소 결함 밀도가 현저히 감소되고 iii) 하이브리드 Al2O3/BN 절연층의 누설 전류 및 유전 상수 값이 개선되는, Al2O3/BN 절연층을 갖는 IGZO TFT
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제1항에 있어서, Al2O3/BN 복합 유전체를 갖는 상기 IGZO TFT는 구동 전류 및 점멸비(온 오프 전류 비율)가 증가하고 0V를 향한 임계 전압의 이동, 서브-임계값 스윙(sub-threshold swing, S
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제1항에 있어서, Al2O3/BN 복합 유전체를 가진 상기 IGZO TFT는 투과율(transmittance) 및 CV 측정 결과, BN을 Al2O3 유전체에 혼입시키는 것은 광학 특성을 저하시키지 않고 XPS 스펙트럼에서 Al-O 결합 상태(Al-O bonding states)의 분포로부터 상대적으로 더 적은 산소 결함 상태(fewer defect states)를 갖는 Al2O3/BN 복합 유전체의 유전 특성(dielectric characteristics)을 향상시킨, Al2O3/BN 절연층을 갖는 IGZO TFT
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(a) 기판을 클리닝하고, 상기 기판의 유기물 및 불순물 제거 및 절연 코팅을 위한 기판을 친수성화하는 단계; (b) 공기중에서 용액 공정(solution process)을 사용하여 상기 기판에 Al2O3에 BN(boron nitride)을 합성한 하이브리드 Al2O3/BN 절연층을 증착하고, 어닐링(annealing) 공정을 통해 박막을 형성하는 단계; (c) 상기 용액 공정을 사용하여 IGZO(Induim gallium zinc oxide) 활성층을 형성된 하이브리드 Al2O3/BN 절연층 위에 증착하고, 어닐링(annealing) 공정을 통해 박막을 형성하는 단계; 및 (d) MIM(Metal-Insulator-Metal) 구조로 제작되며, 상기 하이브리드 Al2O3/BN 절연층 또는 상기 IGZO 활성층 위에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 기판은 하이 도핑된 실리콘(Highly doped Si) 기판을 사용하며, 게이트 전극이 형성되는, IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 기판을 클리닝하고, 기판의 유기물 및 불순물 제거 및 절연 코팅을 위한 기판을 친수성화하는 단계는 아세톤, 메탄올, 이소프로필 알코올(IPA, isopropyl alcohol)을 이용하여 초음파 욕조에서 소정시간 동안 초음파 세척을 통해 기판을 클리닝하는 단계; 및 상기 기판을 클리닝 후, UV 오존 처리(UV ozone treatment)를 사용하여 기판의 표면을 친수성화하는 단계;를 포함하는, IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 용액 공정(solution process)을 사용하여 상기 기판에 Al2O3 및 하이브리드 Al2O3/BN 절연층을 증착하고, 어닐링(annealing) 공정을 통해 박막을 형성하는 단계는 스핀 코팅(spin coating)을 사용하여 하이브리드 Al2O3/BN 절연층을 상기 기판에 증착하는 단계; 및 furnace 및 microwave 장비를 이용하여 어닐링(annealing) 공정을 통해 박막을 형성하는 단계; 를 포함하는 IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 용액 공정을 사용하여 IGZO 활성층을 형성된 하이브리드 Al2O3/BN 절연층 위에 증착하고, 어닐링(annealing) 공정을 통해 박막을 형성하는 단계는 스핀 코팅(spin coating)을 사용하여 상기 IGZO 활성층을 형성된 상기 절연층 위에 증착하는 단계; 및 furnace 및 microwave 장비를 이용하여 어닐링(annealing) 공정을 통해 박막을 형성하는 단계; 를 포함하는 IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 용액 공정은 스핀 코팅을 적용하며, 상기 스핀 코팅은 상기 Al2O3 및 하이브리드 Al2O3/BN 절연층을 45초 동안 6000rpm 회전수로 스핀 코팅하며, 상기 IGZO 활성층은 45초동안 4000rpm 회전수로 스핀 코팅하는, IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 어닐링은 열 어닐링 또는 실온에서 마이크로웨이브 어닐링을 사용하는, IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제15항에 있어서, 상기 어닐링 시에, 어닐링(annealing) 조건은 상기 열 어닐링(thermal annealing)은 1시간 동안 400 ℃로 가열하며상기 마이크로웨이브 어닐링(microwave annealing)은 15분 동안 150 ℃로 가열하는, IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 MIM(Metal-Insulator-Metal) 구조로 제작되며, 상기 하이브리드 Al2O3/BN 절연층 또는 상기 IGZO 활성층 위에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계는 MIM(Metal-Insulator-Metal) 구조로 제작되며, 상기 하이브리드 Al2O3/BN 절연층 위에 E-beam evaporation을 이용하여 50nm의 알루미늄(Al)을 증착하는 단계; 또는 상기 IGZO 활성층 위에 E-beam evaporation을 이용하여 50nm의 Al 증착을 통해 소스(source) 및 드레인(drain) 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제10항에 있어서, Al2O3과 BN 두 종류의 절연 물질 powder의 혼합 비율은 100:0, 100:1, 100:4, 100:10으로 구성되어 혼입되는, IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 하이브리드 Al2O3/BN 절연층은 상기 Al2O3 과 BN(low-k boron nitride) 두 종류의 절연 물질 powder의 혼합 비율은 100:0, 100:1, 100:4, 100:10을 각각 다르게 구성되어 혼입되는, IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 하이브리드 Al2O3/BN 절연층은 용액-공정처리 된 Al2O3 유전체는 진공 처리(vacuum process) 된 Al2O3 유전체와 비교하여 높은 누설 전류 레벨을 가지며, 용액-공정처리 된 Al2O3 유전체의 누설 전류는 BN의 혼입에 의해 누설전류가 상당히 억제되며, 전류 레벨은 깨끗한 Al2O3 유전체의 전류 레벨에 비해 3V에서 100배 감소하고, Al2O3 유전체의 광학적인 특성이 BN의 합성에 투과율(transmittance)이 영향을 받지 않으며, i) Al2O3 유전체에 BN의 합성에도 매우 균일하고 깨끗한 박막 표면 상태를 유지하며, ii) 하이브리드 Al2O3/BN 절연층의 산소 결함 밀도가 현저히 감소되고 iii) 하이브리드 Al2O3/BN 절연층의 누설 전류 및 유전 상수 값이 개선되는, IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제18항에 있어서, BN 농도에 관계없이 용액-공정처리 된 하이브리드 Al2O3/BN 절연층은 커패시턴스의 심각한 손실없이 양호한 주파수 응답을 갖는, IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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제10항에 있어서, Al2O3/BN 복합 유전체를 갖는 상기 IGZO TFT는 구동 전류 및 점멸비(온 오프 전류 비율)가 증가하고 0V를 향한 임계 전압의 이동, 서브-임계값 스윙(sub-threshold swing, S
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제22항에 있어서, 상기 Al2O3/BN 복합 유전체를 갖는 IGZO TFT는 투과율(transmittance) 및 CV 측정 결과, BN을 Al2O3 유전체에 혼입시키는 것은 광학 특성을 저하시키지 않고 XPS 스펙트럼에서 Al-O 결합 상태(Al-O bonding states)의 분포로부터 상대적으로 더 적은 산소 결함 상태(fewer defect states)를 갖는 Al2O3/BN 복합 유전체의 유전 특성(dielectric characteristics)을 향상시킨, IGZO TFT를 위한 저온 용액 공정 기반의 고품질 Al2O3/BN 절연층 제조 방법
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