팀명 : 일렉트로닉스

• 지도교수 : 박시현(전자공학과)
• 과제참여자 : 이성민(전자공학과), 하종민(전자공학과), 최수빈(전자공학과), 김영진(화학공학부), 박민정(의생명공학과)

디스플레이 시장이 더욱 확대되고 있음에 따라 디스플레이 기술 중 하나인 TFT(Thin Film Transistor)에 관한 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다. TFT는 디스플레이 픽셀 구동의 역할을 하며, 이는 고해상도 및 대형화를 위한 차세대 디스플레이 구현에 필수적이다. 특히, 차세대 디스플레이의 경우, 초고해상도 구현을 위한 많은 픽셀 수와 이에 상응해 전력 효율에 관한 문제점이 발생한다. 따라서 현재 높은 전자이동도를 가짐과 동시에 저전력 구동이 가능한 TFT 연구가 요구된다.
TFT는 활성층(activation layer)의 구성 물질에 따라 크게 a-si(비정질 Silicon), LTPS(Low Temperature Poly Silicon) 그리고 Oxide TFT로 나누어져 있다. a-si TFT는 공정과정이 복잡하지 않고 제조 가격이 저렴하다는 장점을 가지고 있어 초기에 많이 사용되었지만 전자 이동도가 낮아, 크고 선명한 디스플레이에는 적합하지 않다는 단점을 가지고 있다. LTPS TFT는 a-Si TFT보다 높은 전자 이동도를 가지며 고성능 디스플레이에 주로 사용된다. 하지만 공정 단가가 비싸고 ELA(Excimer Laser Annealing)로 인해 대면적 공정이 어렵다는 한계점이 있다. Oxide TFT는 기존 a-Si TFT 대비 높은 전자 이동도를 가지며 누설전류가 작고 LTPS TFT의 단점 중 하나인 대면적 공정도 가능해 다양한 디스플레이에 적극 활용 되고 있다. Oxide TFT는 주로 ZnO를 기반으로 하며, 불순물 주입에 의해 성능이 결정된다. 현재 인듐과 갈륨을 불순물로 사용한 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)는 낮은 누설전류, 높은 전자이동도로 인해 현재 산업에서 많이 사용되고 있다. 하지만 IGZO는 이를 구성하는 인듐과 갈륨의 높은 가격으로 인해 생산단가가 높으며, 인듐 산화물의 고갈, 독성의 위험성도 존재한다. 따라서 현재 인듐과 갈륨을 대체할 다른 물질을 활용한 Oxide가 요구되고 있다.
IGZO가 아닌 Al을 도핑한 AZO(Aluminum doped Zinc Oxide)는 가격이 저렴하고 독성의 위험성도 없을뿐더러 가시광선 영역에서의 높은 투과율과 우수한 전도성, 고온에서도 안정적인 전기적 특성을 가진다고 알려져 있다. 따라서 본 과제는 AZO를 산화물로 한 TFT를 설계 및 제작하고 이의 특성을 분석하고자 한다.