Effect of Annealing Temperature on the Electrical Performance of SiZnSnO Thin Film Transistors Fabricated by Radio Frequency Magnetron Sputtering

김병근; 이상렬

doi:https://doi.org/10.4313/TEEM.2017.18.1.55

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김병근 (청주대학교) 이상렬 (청주대학교)

저널정보: 한국전기전자재료학회 Transactions on Electrical and Electronic Materials Transactions on Electrical and Electronic Materials 제18권 제1호

발행연도: 2017.2

수록면: 55 - 57 (3page)

DOI: https://doi.org/10.4313/TEEM.2017.18.1.55

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Amorphous oxide thin film transistors (TFTs) were fabricated with 0.5 wt% silicon doped zinc tin oxide (a-0.5SZTO) thinfilm deposited by radio frequency (RF) magnetron sputtering. In order to investigate the effect of annealing treatmenton the electrical properties of TFTs, a-0.5SZTO thin films were annealed at three different temperatures (300oC,500oC℃, and 700oC) for 2 hours in a air atmosphere. The structural and electrical properties of a-0.5SZTO TFTs weremeasured using X-ray diffraction and a semiconductor analyzer. As annealing temperature increased from 300oCto 500oC, no peak was observed. This provided crystalline properties indicating that the amorphous phase wasobserved up to 500℃oC. The electrical properties of a-0.5SZTO TFTs, such as the field effect mobility (μFE) of 24.31 cm2/Vs, on current (ION) of 2.38×10-4 A, and subthreshold swing (S.S) of 0.59 V/decade improved with the thermal annealingtreatment. This improvement was mainly due to the increased carrier concentration and decreased structural defectsby rearranged atoms. However, when a-0.5SZTO TFTs were annealed at 700oC, a crystalline peak was observed. Asa result, electrical properties degraded. μFE was 0.06 cm2/Vs, ION was 5.27×10-7 A, and S.S was 2.09 V/decade. Thisdegradation of electrical properties was mainly due to increased interfacial and bulk trap densities of forming grainboundaries caused by the annealing treatment.

#Thin film transistor #Annealing temperature #Oxide semiconductor #SiZnSnO #X-ray diffraction spectroscopy

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Toshio Kamiya / 2009 / Origins of High Mobility and Low Operation Voltage of Amorphous Oxide TFTs: Electronic Structure, Electron Transport, Defects and Doping* / Journal of Display Technology 5(12):468~483

Toshio Kamiya / 2009 / Electronic Structures Above Mobility Edges in Crystalline and Amorphous In-Ga-Zn-O: Percolation Conduction Examined by Analytical Model / Journal of Display Technology 5(12):462~467

정유진 / 2011 / Effect of oxygen on the threshold voltage of a-IGZO TFT / Journal of Electrical Engineering & Technology 6(4):539~542

Hai Q. Chiang / 2008 / Processing effects on the stability of amorphous indium gallium zinc oxide thin-film transistors / Journal of Non-Crystalline Solids 354(19-25):2826~2830

Arun Suresh / 2008 / Transparent, high mobility InGaZnO thin films deposited by PLD / Thin Solid Films 516(7):1326~1329

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