| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2022년 가을 (11/09 ~ 11/11, 휘닉스 제주 섭지코지) |
| 권호 | 28권 2호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | SnO 박막 조성을 위한 가압식 열처리 공정법 제안 |
| 초록 | 투명 CMOS소자 구성을 위해 p형 산화물 반도체 트랜지스터(Thin film transistor, TFT) 채널 재료의 개발이 중요하다. p형 산화물의 다양한 후보중 SnO는 Cu 2
O 및 NiO와 같은 다른 p형 산화물보다 더 높은 전도도 및 정공 이동도를 갖기 때문에 상당한 주목을 받고 있다. 하지만 SnO는 열역학적으로 준안정하여 고온에서 Sn 및 SnO 2
로 쉽게 상변이가 일어나기 때문에 p형 SnO 연구는 매우 부진한 상태이다. 따라서 n형 SnO 2
에 Sb, Al, Zn 등 불순물을 도핑하는 연구가 진행되어 왔다. 도핑을 하여야 p형 특성을 가지는 SnO 2
와 달리 p형 SnO는 도핑없이 박막 자체가 p형을 가지고 있기 때문에 공정이 용이하고, n형 SnO 2
박막과 함께 단종접합 pn 다이오드(Homojunction pn diode)를 만들 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 도핑을 하지 않고, 스퍼터를 이용하여 아르곤 분위기에서 Sn 박막을 증착하였다. SnO x 박막 조성을 제어하기 위해 RTP(Rapid thermal pressing)를 이용하여 300℃ 산소 분위기에서 기판에 웨이퍼를 올려 압력을 주며 열처리를 진행하였다. 박막의 전기적 특성 및 캐리어 형태를 확인하기 위하여 홀측정(Hall measurement)을 진행하였고, 그 결과 95%이상의 p형 형태를 보였고 전하 홀 이동도는 3.1cm2/V•s, 캐리어 농도는 7.7x1018/cm3을 얻었다. 또한 XRD 분석을 통해 SnO상 생성으로 박막의 신뢰성을 얻을 수 있었다. AFM을 통해 가압식 열처리가 박막의 결정질을 유도한 것을 확인하였다. 이는 도핑에 따른 밴드갭 감소 문제를 해결하며 투명한 p형 산화물 TFT 채널 개발의 가능성을 보여주었고, 단종접합 pn 다이오드와 CMOS소자 개발에 적용할 수 있을 것이라 기대된다. |
| 저자 | 김지수 , 김지웅 , 안영환 , 임석원 , 서형탁 |
| 소속 | 아주대 |
| 키워드 | p형 산화물 ; 산화물 반도체 ; 스퍼터 |
