Y. H. Jang · C. H. Kim

Studies of a-IGZO Thin Film Transistors Produced by Using Pulsed Laser Deposition and their Photo-induced Effects

S. J. Seo · J. H. Cho ^∗

Research Center for Dielectric Advanced Matter Physics and Department of Physics Education, Pusan National University, Busan 609-735, Korea

Y. H. Jang · C. H. Kim

Research Center for Dielectric Advanced Matter Physics and Department of Physics, Pusan National University, Busan 609-735, Korea

(Received 7 April 2014 : revised 23 July 2014 : accepted 24 July 2014)

We have investigated the transport properties of amorphous InGaZnO (a-IGZO) thin film transis- tors (TFTs) fabricated by using the pulsed laser deposition (PLD) method. The threshold voltage (V

t

) was shifted to a positive bias by both an increase in the oxygen partial pressure during the deposition and an increase in the during post heat treatment. This shift was due to decreases of the numbers of interface defects and free electron carriers caused by the reduction in the number of oxygen vacancies. In the KPFM (Kelvin probe force microscopy) measurements, the histogram data showed that the surface potential decreased with time due to a reduction in the number of oxygen vacancies because the measurements were performed in air. UV illumination resulted in a negative shift of the V

t

in the absence of any bias stress. A persistent negative shift of the V

t

was observed after removal of the UV illumination due to the photo-induced hole trap state in the interface, and sufficient time was needed to recover to the initial V

t

.

PACS numbers: 61.80.Ba, 68.37.-d, 68.35.bj, 73.40.Ty Keywords: a-IGZO, TFT, Transfer characteristic, KPFM, UV

PLD 0 n É® Žz º < gX c l” X ¢ R X N Ëù m Ç IGZO U c lT c l ² Ž O U ­ Ž' [8 ý UV° Ë Ñ  º  Ž ì ŏ Œ

"

k„ ç ¡ . > · ‚ Ð . > 0 ï F ^∗

Ä

»„  ^ ‰Ó ü t$ í ƒ  ½ ¨™ è,  Òí ß –@ /† < Ɠ § Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ õ ,  Òí ß – 609-735



™ »Œ ‰ xZ 9  · † ç ¡* × <0 ï F

Ä

»„  ^ ‰Ó ü t$ í ƒ  ½ ¨™ è,  Òí ß –@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ ,  Òí ß – 609-735

(2014¸   4 Z 4 7{ 9  ~ à Î6 £ §, 2014¸   7 Z 4 23{ 9  à º& ñ ‘ : r ~ à Î6 £ §, 2014¸   7 Z 4 24{ 9  > F  S X ‰& ñ )

` O

Û ¼ Y Us $  7 £ x ‚ Ã Ì (pulsed laser deposition, PLD)Z O `  ¦ s 6   x # Œ q & ñ | 9  InGaZnO (amorphous InGaZnO, a-IGZO) ~ à Ì} Œ •à Ô ½ ™t Û ¼'  (thin film transistor, TFT)\  ¦ ] j Œ • “ ¦ Õ ª „  ² ú ˜ : £ ¤$ í (transfer characteristics)`  ¦ › ¸  % i  . 7 £ x ‚ Ã Ì r  í ß –™ è ì  r · ú š (50, 80 and 100 mTorr)_  7 £ x  x 9  Ê ê \ P % ƒo  (300

◦

C, 1 hour) \  _ K  ë  H) 3  „  · ú š (threshold voltage, V

t

)“ É r € ª œ_  ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð s 1 l x % i  . s ü < ° ú  “ É r ë  H) 3 

„

 · ú š s 1 l x“ É r í ß –™ è / B N/ B N (oxygen vacancy) _  y Œ ™™ è\  _ ô  Ç H o # Q_  y Œ ™™ è÷  r  m   G V , 8 £ x õ  > s à Ô] X  753

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License

(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any

medium, provided the original work is properly cited.

754 New Physics: Sae Mulli, Vol. 64, No. 8, August 2014

ƒ

 8 £ x  s \  ” > r F    H > €    † < Ê_  y Œ ™™ è M :ë  H Ü ¼– Ð ˜ Г   . KPFM (Kelvin probe force microscopy)`  ¦ s

6   x ô  Ç a-IGZO ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€  „  0 A 8 £ ¤& ñ z  ´+ « >\ " f  H @ /l  ” ¸Ø  ¦ \  _ K " f ³ ð€  „  0 Aì  r Ÿ í r ç ß –s  t z Œ ™

\

    y Œ ™™ è   H  כ Ü ¼– Ð
 z Œ ¤ . ¢ ¸ô  Ç UV F  g › ¸ \  _ K  V

t

  H 6 £ § _  ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð s 1 l x % i  . UV F  g ]

j  Ê ê\ • ¸ a-IGZOü < SiO

2

> €  _  y © œô  Ç f . Ë à Ôê Á œ M :ë  H \  œ íl  ° ú כÜ ¼– Ð  r4 Ÿ ¤ (recovery) l  0 AK " f  H Ø 

æì  r ô  Ç r ç ß –s  € 9 כ ¹ô  Ç  כ Ü ¼– Ð
 z Œ ¤ .

PACS numbers: 61.80.Ba, 68.37.-d, 68.35.bj, 73.40.Ty Keywords: q & ñ | 9  IGZO, TFT, „  ² ú ˜: £ ¤$ í , KPFM, UV

I. " e  ] Ø

í

ß – oÓ ü t ~ à Ì} Œ • à Ô ½ ™t Û ¼'  (thin film transistor, TFT)  H Õ

ª ½ ¨› ¸ü < ] j› ¸/ B N& ñ s  é ß –í  H # Œ G V , 8 £ x Ü ¼– Ð  6   x   H í ß –



oÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰} Œ •_  7 £ x ‚ à Ìõ & ñ `  ¦ ] jü @ “ ¦  H l ” > r € ª œí ß – / B N& ñ

\

 ~ 1 >  & h 6   x ½ + É Ã º e ”    H s & h s  e ”  . t ë ß – s    é ß –í  H ô

 Ç ½ ¨› ¸\ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ í ß – oÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰_  d ” y Œ •ô  Ç Ô  ¦ î ß –& ñ $ í M

:ë  H \   f ”  ³ ðï  r / B N& ñ s  “ ¦  Ò\  ¦ ë ß –ô  Ç ] j› ¸/ B N& ñ “ É r > hµ 1 Ï

÷

&t  3 l w “ ¦ e ”  . s    í ß – oÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  ] j Œ •\ " f

@

/³ ð& h “   ë  H ] j& h Ü ¼– Ѝ  H    & ñ ZnO í ß – oÓ ü t ~ à Ì} Œ •\ " f_ 

“

¦“ : r 7 £ x ‚ Ã Ì x 9  “ ¦“ : r \ P % ƒo  / B N& ñ `  ¦ [ þ t à º e ”  . Õ ªo “ ¦ q 

&

ñ | 9  InGaZnO (amorphous InGaZnO, a-IGZO) í ß – oÓ ü t

~ Ã

Ì} Œ •_   â Ä º\   H PLD (pulsed laser deposition)Z O Ü ¼– Ð 7

£

x ‚ Ã Ì % i `  ¦ M : a % ~“ É r : £ ¤$ í `  ¦
 ? /t ë ß – PLD\  ¦ s 6   x ô  Ç

~ Ã

Ì} Œ • ] j Œ •“ É r f ” ] X  n Û ¼e  ¦ Y Us  1 p x _  @ /€  & h  € ª œí ß –/ B N& ñ \ 



 H ô  Ç>  e ”   H z  ´& ñ s  . ‰ & ³F  @ /€  & h  7 £ x ‚ à Ì`  ¦ 0 AK   6   x

÷

&“ ¦ e ”   H Û ¼( ' a A (sputtering)Z O _   â Ä º\ • ¸  f ”  î ß –

&

ñ & h “   : £ ¤$ í `  ¦ % 3 l  # Q 9Ö  ¦ ÷  r  m   í ß – oÓ ü t ~ à Ì} Œ •_  :

£ ¤$ í “ É r í ß –™ è ì  r · ú š, 7 £ x ‚ Ã Ì “ : r • ¸, Ê ê\ P % ƒo  (post annealing), 

 ¿ (target) Õ ªo “ ¦ l ó ø Í (substrate)õ  ° ú  “ É r ´ ú §“ É r / B N& ñ



 à º– Ð “  K " f   y Œ ™ >  ì ø Í6 £ x   H  כ Ü ¼– Ð · ú ˜ 94 R e ”  .



 " f   É r 7 £ x ‚ Ã Ì r Û ¼% 7 ›\ " f_  í ß – oÓ ü t ~ à Ì} Œ •\  @ /ô  Ç : £ ¤

$ í

   o\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨, í ß – oÓ ü t TFT\  ¦ ½ ¨$ í   H ³ ðï  rÓ ü t| 9  x 9

 ³ ðï  r / B N& ñ \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨  Ö ¸ µ 1 Ïy  s À Ò# Qt “ ¦ e ”   [1–

3]. z  ´] j TFT ™ è – Ð  Ö ¸6   x l  0 AK " f  H ¨ 8 Š ⠁   o\   

 É

r “ : r • ¸î ß –& ñ $ í \  @ /ô  Ç : £ ¤$ í ¨ î • ¸ s À Ò# Q4 R   9, í ß –



oÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰_  “ ¦“ : r 7 £ x ‚ Ã Ì x 9  “ ¦“ : r Ê ê\ P % ƒo \  ¦ @ /^ ‰½ + É Ã º e ”

  H $ “ : r / B N& ñ > hµ 1 ϕ ¸ ] X z  ´  . { 9 ì ø Í& h Ü ¼– Ð “ : r • ¸\   

 É

r : £ ¤$ í “ É r „  • ¸@ / s À ҍ  H \  -t  ï  r 0 A (E ^c ) ü < ` …Ø Ôp 

\

 -t  ï  r 0 A (E F ) _  s \  @ /ô  Ç t à º† < Êà º + þ AI – Ð
 

l  M :ë  H \  Õ ª s  9 þ t à º2 Ÿ ¤ “ : r • ¸\  @ /K " f   y Œ ™ô  Ç : £ ¤

$ í

`  ¦ t    “ ¦ ½ + É Ã º e ”  . í ß – oÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰_   â Ä º Si ì ø Í

•

¸^ ‰\  q  # Œ  © œ@ /& h Ü ¼– Ð  H  ½ ™× ¼ Ì “ s (band gap)`  ¦  t

“ ¦ e ” l  M :ë  H \  E ^c ü < E ^F _  s  9 þ t 0 p x$ í s  ´ ú § .



 " f s  ° ú  “ É r ë  H ] j\  ¦ F G4 Ÿ ¤ l  0 AK  ™ è _   € ª œô  Ç [ O 

∗

E-mail: [email protected]

>

~ ½ ÓZ O s  ƒ  ½ ¨÷ &“ ¦ e ”   [4–6]. ¢ ¸ô  Ç „  À Ó > 5 Å q â ìØ Ô  H



© œ S ! \ " f• ¸ î ß –& ñ  ) a : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ð# Œ  z  ´] j ™ è – Ð" f u 

 e ”  . í ß – oÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰_  î ß –& ñ $ í \   H % ò † ¾ Ó`  ¦ Šҍ  H כ ¹“  

“ É

r  Ö ¸$ í 8 £ x (active layer; oxide semiconductor) õ  > s à Ô ] X

ƒ  } Œ •8 £ x (gate insulator layer)  s _  > €  “    כ Ü ¼– Ð · ú ˜



94 R e ”  . : £ ¤ y  í ß – oÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰ü < ] X ƒ  } Œ •  s _  > €  \  + þ

A$ í ÷ &  H   † < Ê`  ¦ › ¸] X  # Œ > s à Ô] X ƒ  } Œ •8 £ x _  „    à ÔA  i ç

(trapping)`  ¦ þ j™ è o l  0 Aô  Ç ƒ  ½ ¨ t 5 Å q ÷ &# Q M ® o   [7–9]. ‰ & ³F  a-IGZO\  ¦ s 6   x ô  Ç TFT_  ’  ø @$ í x 9  : £ ¤$ í `  ¦

†

¾ Ó © œ r v l  0 AK " f „  >  ´ òõ  s 1 l x • ¸, ë  H) 3 „  · ú š,  Òë  H )

3  l Ö  ¦ l  (sub-threshold slope, SS)1 p x \  @ /ô  Ç  € ª œô  Ç ƒ  

½

¨ † < Êa  ”  ' Ÿ ÷ &“ ¦ e ”  . ¢ ¸ô  Ç y n C ´ òõ ,  s # QÛ ¼ Û ¼à Ô Y

UÛ ¼, Õ ªo “ ¦ “ : r • ¸\  @ /ô  Ç î ß –& ñ $ í x 9  F ‰ & ³$ í `  ¦ S X ‰ ˜ Ð l  0

Aô  Ç ~ ½ Óî ß –• ¸ — ¸Ò  o÷ &“ ¦ e ”   [10–13]. ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H PLD Z O

`  ¦ s 6   x # Œ ] j Œ •ô  Ç a-IGZO í ß – oÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰ TFT\  ¦ @ /



© œÜ ¼– Ð í ß –™ è/ B N/ B N \  _ ô  Ç „  ² ú ˜: £ ¤$ í õ  ³ ð€   „  0 A_  › ' a ¹ 1 Ï, Õ

ªo “ ¦ UV › ¸ \    É r F  g î ß –& ñ $ í ƒ  ½ ¨\  ¦ : Ÿ x K  ë  H) 3 „  

· ú

šs  6 £ § _  ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð s 1 l x   H ‰ & ³ © œõ  ° ú  “ É r ™ è  \ P  o\ 

@

/ô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ à º' Ÿ  % i  .

II. ÷ m Ç] M ö U ê s0 n É

a-IGZO`  ¦ s 6   x ô  Ç TFT ] j Œ •`  ¦ 0 AK  N ⁺⁺ type z  ´o 

–

B H(100) l ó ø Í (As Dopant, 0.005 Ω·cm)`  ¦ Â Ò > s à Ô

„

 F G Ü ¼– Ð  6   x % i  . > s à Ô] X ƒ  } Œ •8 £ x“ É r _ þ vd ”  \ P í ß – oZ O  (thermal wet oxidation)`  ¦ s 6   x # Œ l ó ø ͳ ð€  \  SiO 2 ] X 

ƒ

 } Œ •8 £ x`  ¦ €  • 130 nm ¿ ºa – Ð + þ A$ í r (   . a-IGZOí ß – oÓ ü t G

V , 8 £ x“ É r PLDZ O `  ¦ s 6   x # Œ l ó ø Í “ : r • ¸ 150 ^◦ C \ " f 3ì  r ç

ß – 7 £ x ‚ Ã Ì # Œ 60 nm_  ¿ ºa – Ð $ í  © œr (   . s M : í ß –™ è ì  r

· ú

š“ É r 50, 80, 100 mTorr\  ¦ y Œ •y Œ • Ä »t  % i  . IGZO PLD 

 ¿ “ É r In 2 O 3 , Ga 2 O 3 , ZnO í ß – oÓ ü t _  F K5 Å q" é ¶  _  ]  t q 

\

 ¦ 1:1:1 – Ð C ½ + Ë # Œ ] j Œ • % i “ ¦, XRD\  ¦ : Ÿ x K  IGZO é ß – { 9

 © œ`  ¦ t   H  כ `  ¦ S X ‰ “   % i  . G V , 8 £ x“ É r B j» 1 Ï  Û ¼ß ¼ (metal mask)\  ¦ s 6   x # Œ 200 µm_  ; Ÿ ¤ õ  100 µm_  U  ´ s

– Ð 7 £ x ‚ Ã Ì % i  . ¢ ¸ô  Ç XRD 8 £ ¤& ñ Ü ¼– Ð G V , 8 £ x _  q   

&

ñ $ í `  ¦ S X ‰ “   % i  . G V , 8 £ x 7 £ x ‚ Ã Ì Ê ê ™ èÛ ¼ü < × ¼Y U“  `  ¦ + þ A

Fig. 1. (Color online) Transport properties of a-IGZO TFT at the various oxygen partial pressures of (a) 50 mTorr, (b) 80 mTorr, and (c) 100 mTorr.

$ í

l  0 AK  \ P 7 £ x ‚ Ã Ì (thermal evaporation)Z O `  ¦ s 6   x 

#

Œ Aluminum F K5 Å q„  F G`  ¦ 7 £ x ‚ Ã Ì % i  . a-IGZO TFT™ è



_  Ê ê \ P % ƒo \  @ /ô  Ç : £ ¤$ í    o\  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ðl  0 AK  Alu- minum „  F G`  ¦ 7 £ x ‚ Ã Ì l  „  \  @ /l  ì  r 0 Al \ " f 300 ^◦ C

\

" f 1r ç ß – 1 l x î ß – \ P % ƒo  # Œ Õ ª „   Ê ê_  : £ ¤$ í `  ¦ q “ § 

%

i  . ™ è _  F  g î ß –& ñ $ í ¨ î \  ¦ 0 AK  80 mTorr– Ð 7 £ x ‚ Ã Ì ô

 Ç a-IGZO TFT ™ è \  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð UV F  g › ¸ \  _ ô  Ç : £ ¤

$ í

   o\  ¦ › ' a ¹ 1 Ï % i  . ¢ ¸ô  Ç KPFM (Kelvin probe force microscope)`  ¦ s 6   x # Œ a-IGZO ~ à Ì} Œ •_  r ç ß –\    É r ³ ð

€

 „  0 A    o\  ¦ › ' a ¹ 1 Ï % i  . / B N l  x 9  _ þ v • ¸\  _ ô  Ç % ò † ¾ Ó`  ¦ S X

‰ “   l  0 AK  { 9 & ñ ô  Ç _ þ v • ¸ x 9  “ : r • ¸\  ¦ Ä »t  % i Ü ¼ 9, — ¸

Ž

 H 8 £ ¤& ñ “ É r @ /l  ×  æ \ " f à º' Ÿ  % i  . KPFM 8 £ ¤& ñ \ " f  H /

B N" î Å Ò à º ∼27 kHz, Û ¼á Ôa A  © œÃ º ∼3 N/m\  ¦ t   H

„

 • ¸$ í  9 `  ¦ s 6   x % i “ ¦, ³ ð€  כ ¹^ o =_  % ò † ¾ Ó`  ¦ þ j™ è o  l

 0 AK  active trace — ¸× ¼\ " f 8 £ ¤& ñ % i  .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í w Š²  o

Figure 1“ É r a-IGZO ~ à Ì} Œ •_  7 £ x ‚ Ã Ì r  í ß –™ è ì  r · ú š_     o ü

< 300 ^◦ C \ " f 1 r ç ß – \ P % ƒo \    É r „  ² ú ˜ : £ ¤$ í (transfer characteristics)`  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . { 9 ì ø Í& h Ü ¼– Ð TFT_  s  © œ& h 

“

  „  À Ó-„  · ú š › ' a > d ” “ É r  6 £ § õ  ° ú  s  ³ ð‰ & ³ ) a  .

I d (sat) = (W C ox µ)

2L (V g − V t ) ² (at V d ≥ V d (sat)) (1) s

 M :, I ^d   H ™ èÛ ¼-× ¼Y U“  ç ß – „  À Ó, W   H G V , _  V , s , L“ É r G

V , _  U  ´s , C ox   H é ß –0 A €  & h { © œ ] X ƒ  } Œ •_  H J r ‡  Û ¼,

µ  H „  >  ´ òõ  s 1 l x • ¸, V ^g   H > s à Ô „  · ú š, V t   H ë  H) 3 „  

· ú

š, V ^d   H ™ èÛ ¼-× ¼Y U“  ç ß – „  · ú š, V ^d (sat)“ É r I d  Ÿ í o÷ &  H

™

èÛ ¼-× ¼Y U“  ç ß – „  · ú šs  .

TFT : £ ¤$ í ×  æ V t „  · ú š s „   % ò % i \ " f V ^g 7 £ x \    É r I _d _     o| ¾ Ó (I d \  ¦ 10 C  7 £ x r v   H X < € 9 כ ¹ô  Ç V _g )`  ¦ Â Ò ë

 H) 3  l Ö  ¦ l    9  6 £ § d ” õ  ° ú   .

SS = δV g

δlog(I d ) ≈ ln10(1 + C depletion

C ox

)V t (2)

s

 M :, C depletion “ É r / B N€ 9 8 £ x _  H J r ‡  Û ¼s  . SS° ú כs   Œ •



f ” \     Û ¼0 Au – Ð" f_  à Ô ½ ™t Û ¼'  : £ ¤$ í “ É r a % ~  ”   .



Œ

•“ É r SS ° ú כ“ É r { 9 § 4   s # QÛ ¼_   Œ •“ É r    o– Ð Ø  ¦§ 4 „  À Ó\  ¦



© œ{ © œy     or ~  ´ à º e ” 6 £ §`  ¦ _ p  l  M :ë  H s   [14].

Table 1“ É r í ß –™ èì  r · ú šõ  \ P % ƒo \    É r TFT _  : £ ¤$ í `  ¦

&

ñ o ô  Ç ° ú כ[ þ t s  . a-IGZO 7 £ x ‚ Ã Ì r  í ß –™ èì  r · ú šs  & f ” \ 



  V ^t  s 1 l x   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”  . í ß –™ èì  r · ú šs  50 mTorr \ " f  H V t = 0.83 V – Ð
 z Œ ¤t ë ß – í ß –™ èì  r · ú šs  100 mTorr _   â Ä º V ^t = 2.54 V – Ð 7 £ x  % i  . PLD Z O Ü ¼– Ð 7

£

x ‚ à Ìô  Ç ~ à Ì} Œ •_   â Ä º• ¸ sputter\  ¦ s 6   x # Œ 7 £ x ‚ à Ìô  Ç ~ à Ì} Œ • õ

  ð ø Ít – Ð í ß –™ èì  r · ú š“ É r a-IGZO ~ à Ì} Œ •_  „  l & h  : £ ¤$ í

\

  H % ò † ¾ Ó`  ¦ Šҍ  H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . 7 £ x ‚ Ã Ì ×  æ Z  }“ É r í ß –™ è ì

 r · ú š“ É r í ß –™ è / B N/ B N _  à º\  ¦ y Œ ™™ èr &  G V , 8 £ x _  í ß –™ è  € 9  x 9

 à Ôê Á œ„    Õ ªo “ ¦   † < Ê`  ¦ ×  ¦“   “ ¦ · ú ˜ 94 R e ”   [15].

í

ß –™ è/ B N/ B N“ É r · û  “ É r Å Ò> h (shallow donor)– Ð ' Ÿ 1 l x “ ¦, z Œ ™  e ”

  H Å Ò> h „     H ~ à Î> h (acceptor)\  ˜ ÐØ  æ ) a Ê ê\  a-IGZO G

V , \ " f H o # Q– Ð ' Ÿ 1 l x # Œ  Ä »„    0 l x • ¸ 7 £ x  > 

 )

a  .   " f ë  H) 3 „  · ú š V t   H 6 £ § _  ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð s 1 l x >   ) a



. s ü < ° ú  “ É r V t _  s 1 l x‰ & ³ © œ\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨  H í ß – oÓ ü t G V , 

756 New Physics: Sae Mulli, Vol. 64, No. 8, August 2014

Table 1. Summary of a-IGZO TFT performance of the various partial pressures and annealing.

Field effect mobility Threshold voltage On/Off ratio Sub-threshold slope (cm

²

/V·s, µ(Sat.)) (V) (at V

d

= 30 V) (V/decade, SS)

50 mTorr 5.15 0.83 1.4 × 10

⁶

0.78

80 mTorr 3.12 1.60 5.7 × 10

⁵

1.19

100 mTorr 11.80 2.54 7.1 × 10

⁶

0.64

50 mTorr annealing 300

^◦

C 5.18 2.78 1.0 × 10

⁶

0.72

80 mTorr annealing 300

^◦

C 4.82 4.82 1.0 × 10

⁷

0.69

100 mTorr annealing 300

^◦

C 11.85 5.11 7.9 × 10

⁶

0.6

Fig. 2. (Color online) KPFM images of a-IGZO thin film on the fused silica substrate (a) as-grown, after (b) 4 h and (c) 24 h.

8

£

x _  „  l „  • ¸ (electric conduction) x 9  „  > s 1 l x • ¸ (field effect mobility) \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨ü <  8Ô  ¦ # Q B Ä º  Ö ¸ µ 1 Ï >  ”   '

Ÿ ÷ &# Q M ® o   [16, 17]. ¢ ¸ô  Ç 8 £ ¤& ñ  s # QÛ ¼\  _ ô  Ç Û ¼à Ô Y

UÛ ¼ü < 8 £ ¤& ñ ì  r 0 Al  (/ B N l , í ß –™ è, ”  / B N) \  _ ô  Ç „  · ú šs 1 l x

\

 @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨\ " f · ú ˜ à º e ” 1 p w s  / B N l  ×  æ ” ¸Ø  ¦ ) a a-IGZO

~ Ã

Ì} Œ •_  ³ ð€  \  f  ¨ ‚ Ã Ì  ) a O 2 (O + 2e ⁻ → O ⁻ ₂ , O 2 + e ⁻

→ O ⁻ ₂ ) ÷  r  m   H 2 O (H 2 O + e ⁻ → H 2 O ⁻ )1 p x _  l 

^

‰ ì  r  \  _ K  Ò q t$ í  ) a à Ôê Á œ„   [ þ t \  _ ô  Ç V _t _  s 1 l x`  ¦ Ò q

ty Œ •½ + É Ã º e ”   [19, 20]. t ë ß – a-IGZO ü < ° ú  “ É r q & ñ

| 9

 „  s F K5 Å q í ß – oÓ ü t ~ à Ì} Œ •\ " f_  í ß –™ è/ B N/ B N  † < Ê_  & ñ S X ‰ ô  Ç

„

 l & h  l 0 p x“ É r ¢ - a# 4  >  s K  t  3 l w “ ¦ e ” Ü ¼ 9, f  ¨ ‚ Ã Ì l

^ ‰_   Œ •6   x x 9  f ” ] X & h “   8 £ ¤& ñ \  @ /K " f• ¸ t 5 Å q& h “   ƒ  

½

¨ כ ¹½ ¨  ) a  . ô  Ǽ # , ~ à Ì} Œ •_  7 £ x ‚ Ã Ì ×  æ í ß –™ èì  r · ú š_  7 £ x 

\

    V t _  s 1 l x‰ & ³ © œ÷  r  m   µ(Sat.)ü < SS• ¸ í ß –™ èì  r

· ú

š_  7 £ x \     7 £ x  % i  . s  ° ú  “ É r SS _     o  H a- IGZO G V , 8 £ x x 9  G V , 8 £ x õ  > s à Ô ] X ƒ  ^ ‰ s À ҍ  H > €  

\

" f_  8 ú x à Ôê Á œ x 9 • ¸(total trap density)_  % ò † ¾ Ós   H  כ Ü

¼– Ð ˜ Г   . E. Chong et al.“ É r í ß –™ è ì  r · ú š\    É r SIZO (SiInZnO)-TFT ™ è _  8 ú x à Ôê Á œ x 9 • ¸q “ §– Ð í ß –™ è / B N/ B N _

 y Œ ™™ è\  _ K " f
 
  H ± ú “ É r à Ôê Á œx 9 • ¸– Ð “  ô  Ç TFT :

£ ¤$ í x 9  î ß –& ñ $ í † ¾ Ó © œ\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ ˜ Ð# ŒÅ Ò% 3   [18]. ¢ ¸ ô

 Ç a-IGZO ~ à Ì} Œ •_  Ê ê\ P % ƒo \  _ ô  Ç ´ òõ \  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ðl  0 A K

, Ä º‚   ~ à Ì} Œ •`  ¦ 7 £ x ‚ à Ìô  Ç  6 £ § 300 ^◦ C \ " f 1r ç ß – Ê ê\ P % ƒ o

\  ¦ “ ¦, Al`  ¦ s 6   x # Œ ™ èÛ ¼ü < × ¼Y U“  `  ¦ 7 £ x ‚ Ã Ì r (   .

s

M : µ(Sat.)ü < SS_  : £ ¤$ í s  @ /^ ‰– Ð î ß –& ñ  o ÷ &% 3  . : £ ¤ y  í

ß –™ èì  r · ú š 80 mTorr\ " f 7 £ x ‚ à Ìô  Ç ~ à Ì} Œ •_   â Ä º µ(Sat.)ü <

SS _  î ß –& ñ  o : £ ¤$ í s  ß ¼>  † ¾ Ó © œ÷ &% 3  . s   H PLDZ O `  ¦ s  6

 

x ô  Ç 7 £ x ‚ Ã Ì r  y © œô  Ç \  -t \  ¦ ° ú   H s “ : r { 9  \  _ K  Ò q t

$ í

 ) a a-IGZO G V , 8 £ x õ  SiO ² > €  _    † < Ês  Ê ê\ P % ƒo  õ 

&

ñ `  ¦ : Ÿ x K  ² D G ™ è © œI  (localized states)_  > h‚  õ  > €  _ 

 

† < Ê x 9 • ¸ y Œ ™™ èÙ þ ¡l  M :ë  H“    כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ •  ) a  . ¢ ¸ô  Ç ™ è



\  ¦ \ P % ƒo  % i `  ¦ M : è  H \  ` (  H & h “ É r V t  € ª œ_  ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼

–

Ð s 1 l x ô  Ç   H  כ s  . s   H \ P % ƒo \  _ ô  Ç „  l & h  : £ ¤$ í _

    o– Ð 7 £ x ‚ à Ì×  æ í ß –™ èì  r · ú š_  7 £ x \    É r : £ ¤$ í    oü <

Fig. 3. (Color online) Schematic diagram of the structure of the a-IGZO TFT devices for the UV irradiation.

{ 9

u  ô  Ç . s   H \ P % ƒo  õ & ñ \ " f @ /l  ×  æ í ß –™ è H o 

#

Q\  ¦ Ò q t$ í   H í ß –™ è/ B N/ B N`  ¦ % 3 ] j # Œ a-IGZO ~ à Ì} Œ •_  „  

•

¸\  ¦ { Œ ™{ © œ   H „    H o # Q\  ¦ y Œ ™™ èr v “ ¦, Õ ª   õ  V t 

€

ª œ_  ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð s 1 l x ô  Ç  כ Ü ¼– Ð ‘ : r  . a-IGZO~ à Ì} Œ •_  \ P % ƒ o

\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨– Ѝ  H \ P % ƒo \  _ ô  Ç  Ö ¸$ í 8 £ x _    † < Êx 9 • ¸



  o\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨, \ P % ƒo  r  N ² ü < ° ú  “ É r @ /l  $ í ì  r \   



É r V t _  s 1 l x \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨, Õ ªo “ ¦ ~ à Ì} Œ • ] j Œ •õ & ñ \ " f \ P 

%

ƒo ü < e  ¦  Ý ¼  % ƒo _  í  H " f   o\  _ ô  Ç ] X 8 ú ¤ $ † ½ Ó x 9 

™

è : £ ¤$ í    o\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨1 p x _    õ [ þ t s  ´ ú §s  ˜ Г ¦÷ &

%

3   [21,22]. s % ƒ! 3  ™ è _  : £ ¤$ í `  ¦ î ß –& ñ  o l  0 AK " f Ê

ê\ P % ƒo  / B N& ñ “ É r ´ òõ & h s t ë ß –, \ P % ƒo  ì  r 0 Al \     TFT : £ ¤$ í s    ½ + É Ã º e ” l  M :ë  H \  ™ è _  : £ ¤$ í \    É r l

ó ø Í_  ‚  × þ ˜, ´ ú » ¡ §+ þ A [ O > , ] X ƒ  Ó ü t| 9 _  ‚  × þ ˜, \ P % ƒo  ì  r 0

Al  Õ ªo “ ¦ 8 £ ¤& ñ ì  r 0 Al \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨• ¸ † < Êa  ”  ' Ÿ ÷ &# Q M

®

o   [21–25].

a-IGZO TFT _  G ' p" f– Ð" f_  6 £ x6   x õ  ™ è _  ’  ø @$ í S X ‰

˜

Ð\  ¦ 0 AK " f  H „  l & h  Û ¼à ÔY UÛ ¼, t 5 Å q& h “   @ /l  ” ¸Ø  ¦, Õ ª o

“ ¦ F  g  s # QÛ ¼\  _ ô  Ç ’  ø @$ í õ  ° ú  “ É r \ P  o: £ ¤$ í \  @ / ô

 Ç t 5 Å q& h “   ƒ  ½ ¨ € 9 כ ¹  .

Figure 2“ É r KPFM`  ¦ s 6   x # Œ 8 £ ¤& ñ ô  Ç ³ ð€  „  0 A x 9  y Œ •

% ò

% i \  @ /ô  Ç „  0 Aì  r Ÿ í\  ¦ · ú ˜ à º e ”   H y Û ¼ž ÐÕ ªÏ þ › Õ ªA á Ô s

 . KPFM z  ´+ « >\ " f  H 80 mTorr _  í ß –™ è ì  r · ú šÜ ¼– Ð 7 £ x

‚ Ã

Ìô  Ç a-IGZO ~ à Ì} Œ •`  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð % i  . r ç ß –\    É r ~ à Ì} Œ • _

 ³ ð€  „  0 A ì  r Ÿ í  H ~ à Ì} Œ •7 £ x ‚ Ã Ì Ê ê 7 £ ¤ r  8 £ ¤& ñ ô  Ç  כ õ  q “ §

½

+ É M : 24 hs  t z Œ ¤`  ¦ M :\  ³ ð€   „  0 A ì  r Ÿ í €  • 100 mV s

 © œ ± ú   f ” `  ¦ S X ‰ “   % i  . s  Qô  Ç ³ ð€   „  0 A_     o



 H · ú ¡" f ™ è> hô  Ç  כ õ  ° ú  s  @ /l  ×  æ _  í ß –™ èì  r   s “ : r  o

÷

&# Q ³ ð€  \  f  ¨ ‚ à Ì÷ &“ ¦ Õ ª   õ  ³ ð€  „  0 A y Œ ™™ è ô  Ç  כ Ü ¼

–

Ð Ò q ty Œ •½ + É Ã º e ”  . ¢ ¸ô  Ç ± ú “ É r q Ö  ¦ – Ѝ  H s “ : r  o  ) a í ß –™ è

"

é

¶  _  f  ¨ ‚ Ã Ì ¢ ¸  H ~ à Ì} Œ • ³ ð€  8 £ x Ü ¼– Ð_  g Ë >È Ò– Ð “  ô  Ç í ß –™ è

Fig. 4. (Color online) (a) Effect of exposure to 405 nm UV radiation, 4.6 mW cm ⁻² , time dependence of relax- ation of the V t shift and SS after the UV radiation is off, (b) Transport properties of a-IGZO TFT with UV irradiation

S X

‰ í ß –\  _ K " f a-IGZO ~ à Ì} Œ • ? / Ò_  í ß –™ è / B N/ B N _  y Œ ™™ è\  ¦ Ä

»µ 1 Ͻ + É Ã º e ” # Q ³ ð€  8 £ x _  „  0 A ± ú   ”    כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ •½ + É Ã

º e ”   [26]. s   H  © œ“ : r \ " f• ¸ š ¸ ½ ™ r ç ß – 1 l x î ß – t 5 Å q ) a ~ Ã Ì }

Œ

•_  @ /l  ” ¸Ø  ¦ s  V t _  s 1 l x õ  ° ú  “ É r TFT„  ² ú ˜ : £ ¤$ í \   H

% ò

† ¾ Ó`  ¦ ×  ¦ à º e ” 6 £ §`  ¦
  · p .

Figure 3“ É r UVF  g › ¸ \  _ ô  Ç TFT : £ ¤$ í    o z  ´+ « >_ 

—

¸d ” • ¸ s  . # Œl " f  H 80 mTorr _  í ß –™ èì  r · ú š\ " f 7 £ x ‚ à Ì

“ ¦ 300 ^◦ C \ " f 1r ç ß – \ P % ƒo  ô  Ç r « Ñ\  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð 

%

i  . F  g " é ¶ Ü ¼– Ð  6   x ô  Ç UV Y Us $   H   © œs  405 nm,   0

> x 9 • ¸ (power density) 4.6 mW/cm ² s  . F  g › ¸  z  ´ +

«

>“ É r Y Us $  F  g " é ¶`  ¦ ™ èÛ ¼ü < × ¼Y U“    s _  a-IGZO G V ,  8

£

x ³ ð€  \  f ” ] X  › ¸    H ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ”  ' Ÿ  % i  . Figure 4(a) ü < ° ú  s  UV y n C`  ¦ › ¸  l  „   V <sub>t</sub> ü < SS ° ú כ“ É r y Œ •y Œ • 0.56 V, 0.5 V/decade – Ð
 z Œ ¤t ë ß – UVy n C`  ¦ › ¸  €  

"

f 8 £ ¤& ñ % i `  ¦ M : V ^t ° ú כ“ É r -54.57 V Õ ªo “ ¦ SS° ú כ“ É r 31.9 V/decade – Ð UV\  @ /K    y Œ ™ô  Ç    o\  ¦
 ? /% 3  . Fig- ure 4(b)  H r ç ß –\    É r TFT „  ² ú ˜ : £ ¤$ í    o\  ¦ ¸ ú ˜ ˜ Ð

#

Œï  r  . r ç ß –s  t z Œ ™\     1 r ç ß – t _   r4 Ÿ ¤: £ ¤$ í “ É r q

“ §& h   Ø Ô>  ”  ' Ÿ ÷ &% 3 t ë ß – 3 r ç ß –s  â ì É r + '\ • ¸ œ í

758 New Physics: Sae Mulli, Vol. 64, No. 8, August 2014

l

 ° ú כÜ ¼– Ð  r4 Ÿ ¤ t  3 l w   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”  . s  Qô  Ç : £ ¤

$ í

“ É r UV › ¸ \  _ K  + þ A$ í  ) a „   ü < f . Ë s  „  l  © œ\  _  K

 ì  r o  ÷ &# Q f . ˓ É r > €   A á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x “ ¦ „     H G V , 8 £ x _

 ³ ð€   A á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x >  ÷ &  H X <, > €  \  Á ú ¢s >   ) a f . Ë

“

É r a-IGZO ü < SiO ² > €    s _  f . Ë à Ôê Á œ © œI  (hole trap states)\  ¦ + þ A$ í  
   † < ÊÜ ¼– Ð" f Ÿ í S \ ‰ ÷ &# Q
 
  H  כ Ü

¼– Ð · ú ˜ 94 R e ”   [10].

Figure 5(a)  H a-IGZO TFT \  @ /K  „  l  Ò1 l x (electric floating)  © œI \ " f UV y n C`  ¦ › ¸  “ ¦ 6 £ § _   s # QÛ ¼\  ¦

“

  “ ¦ e ” `  ¦ M :\  ¦
 ? /  H \  -t   ½ ™× ¼  s # QÕ ªÏ þ › s

 . 6 £ § _  > s à Ô  s # QÛ ¼  H ] X ƒ  } Œ •õ  G V , 8 £ x _  > €  

\

 f . Ë à Ôê Á œ`  ¦ + þ A$ í “ ¦ ³ ð€  8 £ x \  „   \  ¦ ] j/ B N † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹

@

/l  ×  æ l ^ ‰[ þ t _  s “ : r  o\  ¦  l  >   ) a  . ¢ ¸ô  Ç s  Qô  Ç f

. Ë à Ôê Á œ“ É r a-IGZO G V ,  % ò % i _  ( J $ ™[ >   © œ# 4 (potential wall)`  ¦ ± ú Æ ғ ¦ ~ 1 >  „   \  ¦ # Œl  (exciting)r &  " é ¶ A _  V t ° ú כ s „  \ " f• ¸ G V , `  ¦ + þ A$ í >   ) a  . UV F  g s  ] j  H † d õ

 1 l x r \  F  g µ 1 ÏÒ q t ) a (photogenerated) f . Ë / B N/ å L s  ×  æ é ß –÷ &

#

Q r ç ß –\      r  V t  € ª œ_  ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð s 1 l x % i  .  t

ë ß – UV › ¸  ¢ - a « Ñ  ) a Ê ê  Ø Ô>  „   ü < f . Ë s  F   ½ + Ë

t  · ú §“ ¦ ¨ î + þ A © œI – Ð ÷ &[  t   š ¸  H ‰ & ³ © œs  Ö ¼ 2 ; s Ä »  H F 

g Ä »• ¸ (light-induced)– Ð “  K " f a-IGZOü < SiO ² > €     s

\  y © œ >  f  ¨ ‚ à Ì÷ &# Q e ”   H f . Ë à Ôê Á œ s à Ôü < a-IGZO G  V ,

³ ð€  \  f  ¨ ‚ Ã Ì  ) a í ß –™ è x 9  à ºì  r \  _ K " f Ø  æì  r ô  Ç r ç ß –s 

€ 9

כ ¹ô  Ç  כ Ü ¼– Ð ˜ Ð# Œ”   .

ô

 Ǽ #  Fig. 5(b)_   ½ ™× ¼ s # QÕ ªÏ þ ›\ " f ˜ Ðs   H  כ õ  ° ú   s

 a-IGZO/SiO 2 /N ⁺⁺ Si ½ ¨› ¸\  ¦ t   H TFT _   â Ä º 

„

 • ¸@ / š ¸á Ô! Ó (valence band offset, VBO)s  UV \  - t

 ˜ Ð   Œ •l  M :ë  H \  f . Ë à Ôê Á œs   8 ~ 1 >  + þ A$ í | ¨ c à º e ”  .

SiO ₂ _  „   • 2 ; o• ¸ü <  ½ ™× ¼Ì “ s (bandgap, E _g )“ É r y Œ •y Œ •0.9 eV, 8.9 eV s “ ¦ a-IGZO_   â Ä º „   • 2 ; o• ¸ü < E g   H y Œ •y Œ • 4.3 eV, 3.2 eV s  . SiO ² ü < a-IGZO_  VBO s  2.3 eV – Ð Z  }“ É r \  -t \  ¦ ”   UV Y Us $  (∼3.1 eV)_  # 3 0 A

?

/\  e ” >   ) a   [27]. ¢ ¸   É r 0 p x$ í “ É r a-IGZO ? / Ò_  U



·“ É r Å Ò> hï  r 0 A (deep donor level)\  _ ô  Ç f . Ë à Ôê Á œ`  ¦ Ò q ty Œ • K

 ^  ¦ à º e ”  . s  Qô  Ç Å Ò> h+ þ A  † < Ê (donor like defects)“ É r a-IGZO  ½ ™× ¼ Ì “ s ? / Ò_  „   \  ¦ # Œl  r v “ ¦ f . Ë`  ¦ à Ôê Á œ 

>

  ) a  . s  Qô  Ç ‰ & ³ © œs  t 5 Å q ) a  €   Å Ò> h ï  r 0 A  H „  • ¸@ /



 H % ƒ t  `  ¦  €  " f  s `›   ± ú “ É r V g \ " f• ¸ G V , s  + þ A$ í

| ¨

c à º e ”  . s X O >  + þ A$ í  ) a   † < Ê ï  r 0 A_     o  H y © œô  Ç   

½

+ ˧ 4 Ü ¼– Ð “ ¦& ñ  ) a  © œI   m l  M :ë  H \   s # QÛ ¼\  _ ô  Ç

„

  _  / B N/ å L s 
 Æ Ò& h “   UV Û ¼à ÔY UÛ ¼ \ O # Q| 9  M : f . Ë à

Ôê Á œs  ×  æ é ß –÷ &“ ¦ Å Ò0 A_  „   \  ¦ à Ôê Á œ # Œ " é ¶ A _   © œI 

–

Ð [  t  ° ú ˜ à º e ”   [28–30]. s  Qô  Ç s Ä »– Ð a-IGZO TFT

„

 ² ú ˜ : £ ¤$ í “ É r   © œs   ú ª“ É r UV Y Us $ \  _ ô  Ç F  g Û ¼à ÔY U Û

¼\   © œ{ © œy    y Œ ™ >  ì ø Í6 £ x   H  כ Ü ¼– Ð ˜ Г   . s  Qô  Ç

Fig. 5. (Color online) (a) Schematic diagram of hole trapping process under negative gate bias with light illumination, (b) Energy band diagrams for insulator- semiconductor interface structure.

F 

g Û ¼à ÔY UÛ ¼\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨  H ™ è _  „  l  F  g † < Æ& h  G ' p" fü <

n

Û ¼e  ¦ Y Us  6 £ x6   xì  r  \ " f F  g : £ ¤$ í > h‚  `  ¦ 0 AK  t 5 Å q& h 

“

  ƒ  ½ ¨ € 9 כ ¹  .

IV. + s Ç Â ] Ø

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H PLDZ O `  ¦ s 6   x # Œ 7 £ x ‚ à Ì×  æ í ß –™ è ì  r · ú š

`

 ¦ ² ú ˜o  # Œ a-IGZO TFT ™ è \  ¦ ] j Œ • % i  . Õ ªo “ ¦ Ê

ê \ P % ƒo  x 9  UV F  g › ¸  z  ´+ « >Ü ¼– Ð TFT„  ² ú ˜ : £ ¤$ í `  ¦ › ¸



 % i  . ¢ ¸ô  Ç  © œ“ : r \ " f @ /l  ” ¸Ø  ¦ \  _ ô  Ç a-IGZO í ß –



oÓ ü t ~ à Ì} Œ •8 £ x _  r ç ß –\    É r ³ ð€  „  0 A_     o\  ¦ › ' a ¹ 1 Ï 

%

i  . a-IGZO ~ à Ì} Œ •“ É r 7 £ x ‚ Ã Ì r  í ß –™ è ì  r · ú š_  7 £ x \  _ K  V t  € ª œ_  ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð s 1 l x % i  . s   H Z  }“ É r í ß –™ èì  r · ú š\ 

"

f  H · û  “ É r Å Ò> h– Ð" f ' Ÿ 1 l x   H í ß –™ è / B N/ B N _  à º y Œ ™™ è 

#

Œ a-IGZO G V , _  H o # Q y Œ ™™ èô  Ç   õ s  . í ß –™ è/ B N/ B N _

 y Œ ™™ è  H > €  _  8 ú x à Ôê Á œx 9 • ¸\  ¦ y Œ ™™ èr v “ ¦ ™ è  : £ ¤$ í (µ(Sat.), SS) _  † ¾ Ó © œ`  ¦ 4 R M ® o  . @ /l  ì  r 0 Al \ " f 300

◦ C \ " f 1 r ç ß – \ P % ƒo  ô  Ç  â Ä º TFT_  „  ² ú ˜ : £ ¤$ í “ É r 7 £ x

‚ Ã

Ì r  í ß –™ èì  r · ú š_  7 £ x \  _ ô  Ç „  ² ú ˜ : £ ¤$ í _     oü < ° ú  “ É r

 â

† ¾ Ó`  ¦ ˜ Ð% i Ü ¼ 9 Ê ê \ P % ƒo \  _ K " f  H V t _     o÷  r  

m

  ™ è _  : £ ¤$ í `  ¦ î ß –& ñ  o r ~  ´ à º e ” % 3  . s   H \ P % ƒ o

 r  Æ Ò& h “   í ß –™ è/ B N/ å L Ü ¼– Ð “  K  ~ à Ì} Œ • ? / Ò_  í ß –™ è/ B N /

B

N _  à º y Œ ™™ è % i l  M :ë  H Ü ¼– Ð ˜ Г   . KPFM`  ¦ s 6   x ô

 Ç ³ ð€  „  0 A 8 £ ¤& ñ \ " f  H @ /l  ” ¸Ø  ¦ \  _ K  s “ : r  o  ) a í ß –

™

è x 9  à ºì  r _  f  ¨ ‚ Ã Ì x 9  ³ ð€  8 £ x Ü ¼– Ð_  í ß –™ è S X ‰ í ß –Ü ¼– Ð G V ,  8

£

x _  ³ ð€  „  0 A  H r ç ß –\     y Œ ™™ è   H  כ `  ¦ S X ‰ “   % i 



. ¢ ¸ô  Ç UV Y Us $  F  g " é ¶ \  _ ô  Ç F  g Û ¼à ÔY UÛ ¼ z  ´+ « >\ " f F 

g › ¸ \  _ ô  Ç µ(Sat.), SS, on/off ratio 1 p x _  TFT : £ ¤$ í



  o\  ¦ › ' a ¹ 1 Ï % i  . UV y n C › ¸ \  _ ô  Ç V _t _  6 £ § _  ~ ½ ӆ ¾ Ó Ü

¼– Ð_  s 1 l x‰ & ³ © œõ  F  g › ¸  Ê ê Ö ¼ 2 ; ¢ - a  o‰ & ³ © œ“ É r a-IGZO ü

< SiO ² > €    s \  + þ A$ í  ) a y © œô  Ç f . Ë à Ôê Á œ  © œI ü < f  ¨ ‚ à Ì

 )

a @ /l  ×  æ l ^ ‰[ þ t \  _ ô  Ç ´ òõ – Ð Ò q ty Œ •½ + É Ã º e ” % 3  .

P

c p 8 ý ò k >

This work was supported by a 2-Year Research Grant of Pusan National University.

REFERENCES

[1] J. Y. Choi, S. S. Kim and S. Y. Lee, Thin Solid Films 520, 3774 (2012).

[2] K. -S. Son, T. -S. Kim, J. -S. Jung, M. -K. Ryu and K. -B. Park et al., Electrochem. Solid-State Lett.

12, 1H26 (2009).

[3] S. Lee, J. Kim, J. Choi, H. Park and J. Ha et al., Appl. Phys. Lett. 100, 102108 (2012).

[4] G. h. Baek, K. Abe, A. Kuo, H. Kumomi and J. Kan- icki, IEEE Trans. Electron Devices 58, 4344 (2011).

[5] D. H. Cho, S. H. Yang, J. -H. Shin, C. W. Byun and M. K. Ryu et al., J. Korean Phys. Soc. 54, 531 (2009).

[6] H. -S. Uhm, S. -H. Lee, W. Kim and J. -S. Park, IEEE Electron Device Lett. 33, 543 (2012).

[7] F. Zhou, H. P. Lin, L. Zhang, J. Li and X. W. Zhang et al., Curr. Appl. Phys. 12, 228 (2012).

[8] Y. -J. Cho, J. -H. Shin, S. M. Bobade, Y. -B. Kim and D. -K. Choi, Thin Solid Films 517, 4115 (2009).

[9] J. -M. Lee, I. -T. Cho, J. -H. Lee, W. -S. Cheong and C. -S. Hwang et al., Appl. Phys. Lett. 94, 222112 (2009).

[10] W. -T. Chen, H. -W. Hsueh, H. -W. Zan and C.

-C. Tsai, Electrochem. Solid State Lett. 14, H297 (2011).

[11] J. K. Jeong, H. W. Yang, J. H. Jeong, Y. -G. Mo and H. D. Kim, Appl. Phys. Lett. 93, 123508 (2008).

[12] J.-H. Jeon, J. Kim and M.-K. Ryu, J. Korean Phys.

Soc. 58, 158 (2011).

[13] E. N. Cho, J. H. Kang, C. E. Kim, P. Moon and I.

Yun, IEEE Trans. Device Mat. Rel. 11, 112 (2011).

[14] B. G. Streetman and S. Banerjee, Solid State Elec- tronic Devices (Prentice Hall, Inc 2001).

[15] E. Chong, Y. S. Chun, S. H. Kim and S. Y. Lee, J.

Electr. Eng. Technol. 6, 539 (2011).

[16] P. F. Carcia, R. S. McLean, M. H. Reilly and G.

Nunes, Appl. Phys. Lett. 82, 1117 (2003).

[17] P. F. Carcia, R. S. McLean, M. H. Reilly, M. K.

Crawford and E. N. Blanchard et al., J. Appl. Phys.

102, 074512 (2007).

[18] E. Chong, Y. S. Chun and S. Y. Lee, Electrochem.

Solid State Lett. 14, H96 (2011).

[19] W. -F. Chung, T. -C. Chang, H. -W. Li, S. -C. Chen and Y. -C. Chen et al., Appl. Phys. Lett. 98, 152109 (2011).

[20] S. -Y. Sung, J. H. Choi, U. B. Han, K. C. Lee and J.

-H. Lee et al., Appl. Phys. Lett. 96, 102107 (2010).

[21] C. -S. Fuh, S. M. Sze, P.-T. Liu, L. -F. Teng and Y.

-T. Chou, Thin Solid Films 520, 1489 (2011).

[22] H. S. Shin, B. D. Ahn, K. H. Kim, J. -S. Park and H. J. Kim, Thin Solid Films 517, 6349 (2009).

[23] P. -T. Liu, Y. -T. Chou, L. -F. Teng, F. -H. Li and C. -S. Fuh et al., IEEE Electron Device Lett. 32, 1397 (2011).

[24] T. T. Trinh, V. D. Nguyen, K. Ryu, K. Jang and W. Lee et al., Semicond. Sci. Technol. 26, 085012 (2011).

[25] M. -J. Yu, Y. -H. Yeh, C. -C. Cheng, C. -Y. Lin and G. -T. Ho et al., IEEE Electron Device Lett. 33, 47 (2012).

[26] M. Takata, D. Tsubone and H. Yanagida, J. Am.

Ceram. Soc. 59, 4 (1976).

[27] A. Dogan, The Reliability of the Silicon Nitride Di- electric in Capacitive Mems Switches (Pennsylvania State University, 2005).

[28] C. J. Chiu, W. Y. Weng, S. J. Chang, S. -P. Chang and T. H. Chang, IEEE Sens. J. 11, 2902 (2011).

[29] M. D. H. Chowdhury, P. Migliorato and J. Jang, Appl. Phys. Lett. 97, 173506 (2010).

[30] H. Seo, Y. -J. Cho, J. Kim, S. M. bobade and K. -Y.

Park et al., Appl. Phys. Lett. 96, 222101 (2010).