| 초록 |
Zinc Tin Oxide(ZTO) 반도체 기반 박막 트랜지스터의 source-drain 전극을 전도성 구리 잉크를 이용하여 제작하였다. 잉크젯 프린팅 기반 전극 배선 및 소자 제작에 관한 연구는 많이 보고가 되어 왔으나, 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극 재료로 구리를 적용한 시도되지 않았으며, 더불어 용액으로 제조된 산화물 반도체/금속 전극 계면에 대한 분석적인 연구는 보고 되지 않았다. 본 연구에서는 ZTO 반도체의 일함수를 고려하여 구리 나노 입자의 일함수를 제어하고, 전극 열처리 온도에 따른 전극/반도체 계면의 물리적/화학적 변화가 소자 성능에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 합성 시에 사용하는 캡핑용 유기 분자의 분자량을 달리하여 표면 산화막의 두께가 서로 다른 구리 입자를 제조하였고, 이에 따라 구리 피막의 비저항 및 일함수의 변화를 확인하였다. 이렇게 제어된 구리 입자를 포함하는 분산성이 우수한 전도성 잉크를 제조하여, 200 nm 두께의 SiO2막이 형성되어있는 n-type Si 웨이퍼에 Zinc Tin Oxide 반도체를 용액 공정으로 성막한 후 압전 (Piezo) 방식의 잉크젯 프린터를 이용하여 구리 나노입자 기반 source-drain 전극을 인쇄하였다. 잉크젯 프린팅 방식으로 제작된 전극를 갖는 소자를 비교 평가하기 위하여 진공 증착한 구리 전극을 사용한 소자를 제작하였다. 잉크젯 프린팅 방식을 이용한 구리 전극 소자의 경우 200℃로 열처리 한 경우 가장 우수한 성능을 보였으며, 0.41 cm2/Vs, 점멸비 10-5~10-6V, 그리고 문턱전압 5.84 V 의 소자성능을 확인하였다. 구리 전극의 일함수 (work function)를 Kelvin probe와 Ultra-violet Photoemission Spectroscopy(UPS)를 이용하여 분석하였으며, 열처리에 따른 화학적 구조 변화를 X-ray photoemission spectroscopy (XPS)를 이용하여 확인하였다. |
