Oxide semiconductors Thin-film transistors are an exemplified one owing to its excellent ambient stability and optical transparency. In particular zinc oxide (ZnO) has been reported because It has stability in air, a high electron mobility, transparency and low light sensitivity, compared to any other materials. For this reasons, ZnO TFTs have been studied actively. Furthermore, we expected that would be satisfy the demands of flexible display in new generation. In order to do that, ZnO TFTs must be fabricated that flexible substrate can sustain operating temperature. So, In this paper we have studied low-temperature process of zinc oxide(ZnO) thin-film transistors (TFTs) based on silicon nitride (SiNx)/cross-linked poly-vinylphenol (C-PVP) as gate dielectric. TFTs based on oxide fabricated by Low-temperature process were similar to electrical characteristics in comparison to conventional TFTs. These results were in comparison to device with SiNx/low-temperature C-PVP or SiNx/conventional C-PVP. The ZnO TFTs fabricated by low-temperature process exhibited a field-effect mobility of 0.205 cm2/Vs, a thresholdvoltage of 13.56 V and an on/off ratio of 5.73×106. As a result, We applied experimental for flexible PET substrate and showed that can be used to ZnO TFTs for flexible application.

Silicon dioxide as gate dielectrics was grown at 400˚C on a polycrystalline Si substrate by inductively coupled plasma oxidation using a mixture of O2 and N2O to improve the performance of polycrystalline Si thin film transistors. In conventional high-temperature N2O annealing, nitrogen can be supplied to the Si/SiO2 interface because a NO molecule can diffuse through the oxide. However, it was found that nitrogen cannot be supplied to the Si/SiO2 interface by plasma oxidation as the N2O molecule is broken in the plasma and because a dense Si-N bond is formed at the SiO2 surface, preventing further diffusion of nitrogen into the oxide. Nitrogen was added to the Si/SiO2 interface by the plasma oxidation of mixtures of O2/N2O gas, leading to an enhancement of the field effect mobility of polycrystalline Si TFTs due to the reduction in the number of trap densities at the interface and at the Si grain boundaries due to nitrogen passivation.

반도체 소자가 점점 고집적회되고 고성능화되면서 Si 기판 세정 방법은 그 중요성이 더욱 더 커지고 있다. 특히 ULSI급 소자에서는 세정 방법이 소자 생산수율 및 신뢰성에 큰 영향을 끼치고 있다. 본 연구에서는 HF-last 세정에 UV/O3과 SC-1 세정을 삽입하여 그 영향을 관찰하였다. 세정 방법은 HF-last 세정을 기본으로 split 1(piranha+HF), split 2(piranha+UV/O3+HF), split 3(piraha+SC-1+HF), split 4(piranha+(UV/O3+HF) x3회 반복)의 4가지 세정 방법으로 나누어 실험하였다. 세정을 마친 Si 기판은 Total X-Ray Fluorescence Spectroscopy(AFM)을 사용하여 표면거칠기를 측정하였다. 또한 세정류량을 측정하고, Atomic Force Microscopy(AFM)을 사용하여 표면거칠기를 측정하였다. 또한 세정후 250Å의 gate 산화막을 성장시켜 전기적 특성을 측정하였다. UV/O3을 삽입한 split 2와 split 4세정방법이 물리적, 전기적 특성에서 우수한 특성을 나타냈고, SC-1을 삽입한 split 3세정 방법이 표준세정인 split 1세정 방법보다 우수하지 못한 결과를 나타냈다.

티타니움 폴리사이드 MOS(metal oxide semiconducter)캐퍼시타 구조에서 두께가 8nm인 게이트산화막의 절연파괴강도의 열화거동을 열처리조건 및 폴리실리콘막의 두께를 달리하여 조사했다. 티타니움 폴리사이드 게이트에서 게이트산화막의 전연피괴특성은 열처리 온도가 높을수록, 열처리시간이 길수록 많이 열화되어 실리사이드의 하부막인 잔류 폴리실리콘의 두께가 얇을수록 그 정도는 심해진다. 티타니움 실리사이드가 게이트산화막고 직접적인 접촉이 없더라도 게이트산화막의 신회성이 열화되는 것을 알 수 있었다. 실리사이드 형성후 열처리에 따른 게이트 산화막의 절연파괴특성열화는 티타니움 원자가 폴리실리콘을 통해 게이트산화막으로 확산되어 게이트산화막에서 티타니움의 고용량이 증가한 때문인 것이 SIMS분석 결과로부터 확인되었다.

pMOS소자의 p+게이트 전극으로 다결정실리콘과 비정질실리콘을 사용하여 고온의 열처리 공정에 따른 붕소이온의 침투현상을 high frequency C-V plot, Constant Current Stress Test(CCST), Secondary Ion Mass Spectroscopy(SIMS) 및 Transmission Electron Microscopy(TEM)를 이용하여 비교하였다. C-V plot분석 결과 비정질실리콘 게이트가 다결정실리콘 게이트에 비해 flatband전압의 변화가 작게 나타났으며, 게이트 산화막의 절연파괴 전하밀도에서는 60~80% 정도 향상된 값을 나타내었다. 비정질실리콘 게이트는 증착시 비정질로 형성되는 구조로 인한 얇은 이온주입 깊이와 열처리 공정시 다결정실리콘에 비교하여 크게 성장하는 입자 크기 때문에 붕소이온의 침투 경로가 되는 grain boundary를 감소시켜 붕소이온 확산을 억제한 것으로 생각된다. Electron trapping rate와 flatband 전압 변화와의 관계에 대하여 고찰하였다.