KR102297581B1 - Method for manufacturing oxide thin film transistor according to gas flow rate and oxide thin film transistor manufactured by the manufacturing method - Google Patents

Method for manufacturing oxide thin film transistor according to gas flow rate and oxide thin film transistor manufactured by the manufacturing method Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a manufacturing method of an oxide thin film transistor according to a gas flow rate and the oxide thin film transistor manufactured by the manufacturing method and, more specifically, to providing an oxide thin film transistor which oxygen-plasma-surface-treats a channel layer surface of an oxide at an optimal oxygen gas flow rate to manufacture an oxide channel layer having high uniformity, an increased flat surface area and improved optical properties, increases charge mobility, reduces a leakage current and increases short-term current holding stability to increase electrical and environmental stability.

Description

가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 산화물 박막 트랜지스터{Method for manufacturing oxide thin film transistor according to gas flow rate and oxide thin film transistor manufactured by the manufacturing method}Method for manufacturing oxide thin film transistor according to gas flow rate and oxide thin film transistor manufactured by the manufacturing method

본 발명은 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 산화물 박막 트랜지스터로, 보다 상세히 설명하면, 산화물 채널층을 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 있어서, 산화물의 채널층 표면을 산소 플라즈마 표면처리하여 전기적 및 환경적 안정성이 높은 박막 트랜지스터를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an oxide thin film transistor according to a gas flow rate and an oxide thin film transistor manufactured by the manufacturing method. It relates to a method for manufacturing a thin film transistor with high electrical and environmental stability by plasma surface treatment.

최근 디스플레이의 관심이 고조되며 디스플레이의 해상도와 대형화를 위해 발전되고 있으며, 이에 따라 픽셀 개수가 증가하게 되고 처리해야 하는 정보의 양이 늘어나게 되며 이에 적합한 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.Recently, interest in displays is rising and development is being made for resolution and enlargement of displays. Accordingly, the number of pixels increases and the amount of information to be processed increases, and the development of thin film transistors (TFTs) suitable for this purpose is active. is being done

박막 트랜지스터는 산화물 층의 형성 물질에 따라 종류가 구분되게 되며, 산화물 층을 어떤 물질로 사용하느냐에 따라 소스(source)에서 드레인(drain)으로 가는 전자의 이동 속도가 결정되며, 이러한 이동 속도는 디스플레이에 표시되게 되는 신호 처리량과 연관이 있어 디스플레이의 화질을 결정하는 요인이다.Thin film transistors are classified into types according to the material forming the oxide layer, and the movement speed of electrons from the source to the drain is determined depending on the material used for the oxide layer, and this movement speed is applied to the display. It is related to the amount of signal processing to be displayed and is a factor that determines the picture quality of the display.

이러한 박막 트랜지스터는 채널층으로 비정질 실리콘을 사용하는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터, 다결정 실리콘을 사용하는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터가 있다. The thin film transistor includes an amorphous silicon thin film transistor using amorphous silicon as a channel layer, and a polycrystalline silicon thin film transistor using polycrystalline silicon.

비정질 실리콘 박막 트랜지스터는, 저온에서도 공정이 가능하여 공정 자체가 복잡하지 않아 저렴한 비용으로 생산할 수 있는 장점이 있으나, 전자 이동도가 매우 낮아 정보 처리 속도가 느리다는 문제점이 있다.The amorphous silicon thin film transistor has the advantage of being able to be produced at low cost because the process itself is not complicated because it can be processed even at low temperatures, but has a problem in that the information processing speed is slow due to very low electron mobility.

또한, 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는, 전자 이동도가 개선되어 전자 이동속도가 빨라 많은 정보를 신속하게 처리할 수 있는 장점이 있으나, 높은 이동도를 가짐에도 불구하고 균일한 특성 확보가 어려워 공정이 복잡하여 대형화에 적합하지 않다는 문제점이 있다.In addition, the polysilicon thin film transistor has the advantage of being able to process a lot of information quickly due to its improved electron mobility and fast electron mobility, but despite having high mobility, it is difficult to secure uniform characteristics, so the process is complicated. There is a problem that it is not suitable for enlargement.

이에 비정질 실리콘 박막 트랜지스터와 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 단점을 보완하기 위한, 산화물질을 채널층으로 사용하는 산화물 박막 트랜지스터의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.Accordingly, in order to compensate for the shortcomings of the amorphous silicon thin film transistor and the polycrystalline silicon thin film transistor, an oxide thin film transistor using an oxide material as a channel layer is being actively developed.

산화물 채널층을 이용한 박막 트랜지스터는 광학적으로 투명하며, 안정성 및 전자 이동도가 우수하고, 저온에서도 공정이 가능하며 공정과정이 단순해 저렴한 가격으로 대량 생산이 가능한 장점이 있지만, 산화물 박막 트랜지스터는 전기 부하에 약하다는 단점이 있고, 차세대 대면적 디스플레이에 적용되기에는 아직 성능이 미흡하며, 대형화와 보다 개선된 정보 처리 능력을 위해 전하 이동도와 광투과도를 더욱 향상시키기 위한 연구가 필요하다. A thin film transistor using an oxide channel layer is optically transparent, has excellent stability and electron mobility, can be processed even at low temperatures, and has the advantage of being able to mass-produce at a low price because the process is simple. It has the disadvantage of being weak to the display, and the performance is still insufficient to be applied to the next-generation large-area display, and research is needed to further improve the charge mobility and light transmittance for larger size and improved information processing capability.

일반적으로 산화물 채널층을 이용한 산화물 박막 트랜지스터를 제조하는데 있어, 산화물 채널층을 증착한 후 RMS(Root-Mean Squar)의 값과 표면상의 결함을 개선하기 위해 채널층의 표면 처리를 수행하게 되며, 표면을 처리하기 위한 후공정으로 고온 어닐링(thermal annealing)의 공정을 수행한 후 소스/드레인을 증착한다.In general, in manufacturing an oxide thin film transistor using an oxide channel layer, after depositing the oxide channel layer, the surface treatment of the channel layer is performed to improve the RMS (Root-Mean Square) value and surface defects. After performing a process of high-temperature annealing as a post-process for treating , the source/drain is deposited.

그러나, 고온 어닐링 과정으로 인한 표면 처리는, 다양한 열화 요인에 따라 물리, 화학적 변형을 유발시키고, 안정적으로 요구되는 제반 특성에 심각한 문제를 일으켜 성능 저하를 유발한다는 문제점이 있으며, 표면 거칠기 감소에 효과가 미미하고, 절연막과 채널층 계면에서 절연막 내의 불특정한 준위로 터널효과(electron tunneling)가 발생하게 되며, 플랫밴드 전압(flatband voltage) 이동이 발생하게 되는 문제점이 발생하게 된다. However, the surface treatment due to the high-temperature annealing process causes physical and chemical transformation according to various deterioration factors, and causes serious problems in various properties required stably, thereby causing performance degradation, and has no effect on reducing surface roughness. Insignificant, an electron tunneling effect occurs to an unspecified level in the insulating film at the interface between the insulating film and the channel layer, and a flatband voltage shift occurs.

또한, 산화물 박막 내에 산소 공공(oxygen vacancy)을 유발하게 되어, 산소 공공으로 인해 트랩 차지(trap charge)가 발생하거나, 누설전류가 발생하게 되고, 이는 트랜지스터의 신뢰성에 큰 영향을 미치게 된다. In addition, oxygen vacancy is induced in the oxide thin film, and a trap charge or leakage current is generated due to the oxygen vacancy, which greatly affects the reliability of the transistor.

따라서, 고효율의 유기 발광 소자를 구현하기 위해서, 적절한 산소 공공을 유지하여 표면의 거칠기를 효과적으로 감소시켜 트랩 차지 및 누설 전류를 최소화 하고, 전자 이동도를 향상시켜, 전기적 및 환경적으로 안정성이 향상된 산화물 박막 트랜지스터를 개발해야 하는 필요성이 있다.Therefore, in order to realize a high-efficiency organic light-emitting device, an oxide with improved electrical and environmental stability by maintaining adequate oxygen vacancies and effectively reducing surface roughness to minimize trap charge and leakage current, and improving electron mobility. There is a need to develop thin film transistors.

대한민국공개특허공보 제10-2019-0001081호(“대기압 플라즈마 공정을 이용한 용액공정 금속산화물 TFT의 제조방법”, 2019.07.15)Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2019-0001081 (“Method for manufacturing solution-processed metal oxide TFT using atmospheric pressure plasma process,” 2019.07.15)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 산소 가스를 이용한 플라즈마 표면처리를 통해 박막 트랜지스터의 전반적인 전기적, 표면적 및 광학적 성능을 향상시키기 위한 것으로, 최적의 산소 가스 유량으로 공정하여 표면 에너지를 증대시키고, 채널층 내부의 산소 공공을 적절하게 조절하여 자유 전자의 농도를 변화 없이 유지함으로써 RMS를 감소시켜 전류 효율을 향상시키며, 산소 농도를 자유롭게 조정하여 채널 전도도를 높이며 저온 공정에 더욱 적합한 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 산화물 박막 트랜지스터를 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the overall electrical, surface area and optical performance of a thin film transistor through plasma surface treatment using oxygen gas, and an optimal oxygen gas flow rate to increase the surface energy, reduce RMS by maintaining the concentration of free electrons without change by appropriately controlling the oxygen vacancies inside the channel layer, and improve current efficiency by freely adjusting the oxygen concentration to increase channel conductivity and low temperature An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an oxide thin film transistor according to a gas flow rate more suitable for the process, and an oxide thin film transistor manufactured by the manufacturing method.

본 발명의 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법에 있어서, 절연막이 형성된 게이트 전극의 상기 절연막 상 산화물 채널층을 형성하는 산화물 채널층 형성 단계; 상기 산화물 채널층을 열처리하는 열처리 단계; 산소 플라즈마를 이용하여 상기 열처리된 산화물 채널층을 표면처리하는 산소 플라즈마 표면처리 단계; 및 상기 표면처리된 산화물 채널층과 접하되 서로 이격 대향하는 소스전극과 드레인 전극을 형성하는 소스/드레인 형성 단계;를 포함하고, 상기 산소 플라즈마 표면 처리 단계에서, 네거티브 바이어스 전압 스트레스(NBS)를 개선하고 보존 전류 안정성을 향상하고, 상기 산화물 채널층의 RMS(Root Mean Square)를 최소화 하도록공급되는 산소의 유량은 4sccm 내지 8sccm로 수행하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing an oxide thin film transistor according to a gas flow rate of the present invention, comprising: forming an oxide channel layer on the insulating film of the gate electrode on which the insulating film is formed; a heat treatment step of heat-treating the oxide channel layer; an oxygen plasma surface treatment step of surface-treating the heat-treated oxide channel layer using oxygen plasma; and a source/drain forming step of forming a source electrode and a drain electrode in contact with the surface-treated oxide channel layer and spaced apart from each other, wherein in the oxygen plasma surface treatment step, negative bias voltage stress (NBS) is improved and the flow rate of oxygen supplied to improve storage current stability and minimize RMS (Root Mean Square) of the oxide channel layer is characterized in that it is performed in a range of 4 sccm to 8 sccm.

이때, 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계에서, 공급되는 전력은 110W 내지 130W 이내인 것을 특징으로 한다.At this time, in the oxygen plasma surface treatment step, the supplied power is characterized in that within 110W to 130W.

또한, 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계는, 2분 50초 내지 3분 10초 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.In addition, the oxygen plasma surface treatment step is characterized in that it is performed for 2 minutes 50 seconds to 3 minutes 10 seconds.

이때, 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계는, 3.0

Figure 112020049897418-pat00001
10-3 torr 진공도의 챔버 내에서 수행되는 것을 특징으로 한다.At this time, the oxygen plasma surface treatment step is 3.0
Figure 112020049897418-pat00001
It is characterized in that it is carried out in a chamber with a vacuum degree of 10 -3 torr.

또한, 상기 열처리 단계는, 대기압에서, 250 내지 350도의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat treatment step, at atmospheric pressure, characterized in that it is performed at a temperature of 250 to 350 degrees.

또한, 상기 산화물 채널층 형성 단계는 절연막 형성 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 절연막 형성 단계는, SPM 클리닝(Sulfuric acid hydrogen Peroxide Mixture solution Cleaning) 공정으로 상기 절연막을 클리닝하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of forming the oxide channel layer may further include the step of forming an insulating layer, and the insulating layer forming step is characterized in that the insulating layer is cleaned by a sulfuric acid hydrogen peroxide mixture solution cleaning (SPM cleaning) process.

더하여, 본 발명은 상술한 구성 중 어느 한 수단의 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법에 의해 제조된 산화물 박막 트랜지스터를 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that it constitutes an oxide thin film transistor manufactured by the method for manufacturing an oxide thin film transistor according to the gas flow rate of any one of the above-described structures.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법은 산소 플라즈마 표면처리로 인해 산화물 채널층 내부에 산소 공공이 감소되고, 전자의 트랩핑(trapping)을 유발하는 결함(defect)이 감소되어 전하 이동도의 향상과 누설전류의 개선 효과를 얻을 수 있으며, 전류 점멸비(on/off current ration)가 향상되고, 문턱 전압(threshold volatge)이 감소되어 문턱 전압 이하에서의 기울기(subthreshold swing, S/S) 값이 개선되어 소스/드레인에 의한 최적의 접촉 저항을 갖게 되는 효과가 있다.In the method for manufacturing an oxide thin film transistor according to a gas flow rate according to the present invention according to the above configuration, oxygen vacancies in the oxide channel layer are reduced due to the oxygen plasma surface treatment, and defects causing electron trapping ) is reduced, so charge mobility and leakage current can be improved. The subthreshold swing (S/S) value is improved to have an optimal contact resistance by source/drain.

또한, 산소 플라즈마 표면처리는 결함 생성을 억제하고 원자 결합 강도를 향상시키는 효과가 있으며, 산소 플라즈마 처리에 의해 박막의 표면 거칠기가 감소되게 되어 산소 플라즈마 처리 전의 표면에 잔존하던 미세 입자와 저분자 물질이 효과적으로 증발하여 균일도가 높고 평탄한 표면적 및 광학적 특성이 향상된 산화물 채널층을 제조할 수 있으며, 단기간 전류 유지 안정성이 향상되어 전기적, 표면적 및 광학적 성능이 안정적인 산화물 박막 트랜지스터를 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, the oxygen plasma surface treatment has the effect of suppressing the generation of defects and improving the atomic bond strength, and the surface roughness of the thin film is reduced by the oxygen plasma treatment, so that the fine particles and low-molecular substances remaining on the surface before the oxygen plasma treatment are effectively removed. It is possible to manufacture an oxide channel layer with high uniformity and improved flat surface area and optical properties by evaporation, and it is possible to provide an oxide thin film transistor with stable electrical, surface area and optical performance due to improved short-term current holding stability.

도 1은 본 발명의 산화물 박막 트랜지스터 개념 사시도
도 2는 본 발명의 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법 순서도
도 3은 본 발명의 제조방법 순서에 따른 단면도
도 4는 가스 유량 따른 산소 플라즈마 표면처리 공정을 이용한 산화물 박막 트랜지스터 출력 특성 그래프
도 5는 가스 유량에 따른 산소 플라즈마 표면처리 공정을 이용한 산화물 박막 트랜지스터 전달 특성 그래프
도 6은 가스 유량에 따른 산소 플라즈마 표면처리 공정을 이용한 산화물 박막 트랜지스터 보전 전류 안정성 그래프
도 7은 가스 유량 및 시간에 따른 산소 플라즈마 표면처리 공정을 이용한 산화물 박막 트랜지스터 전달 특성 그래프
도 8은 가스 유량에 따른 산소 플라즈마 표면처리 공정을 이용한 산화물 박막 트랜지스터의 채널층 표면 상태(AFM)
도 9는 가장 좋은 성능을 보인 상기 산화물 채널층 기판의 산화물 박막 트랜지스터를 사용하여 구성한 논리 회로 및 그의 인버터 동적 시험 그래프1 is a conceptual perspective view of an oxide thin film transistor of the present invention;
2 is a flowchart of a method for manufacturing an oxide thin film transistor according to the present invention;
3 is a cross-sectional view according to the manufacturing method sequence of the present invention;
4 is a graph of the output characteristics of the oxide thin film transistor using the oxygen plasma surface treatment process according to the gas flow rate;
5 is a graph of transfer characteristics of an oxide thin film transistor using an oxygen plasma surface treatment process according to a gas flow rate;
6 is an oxide thin film transistor preservation current stability graph using an oxygen plasma surface treatment process according to a gas flow rate;
7 is a graph of the transfer characteristics of an oxide thin film transistor using an oxygen plasma surface treatment process according to a gas flow rate and time.
8 is a channel layer surface state (AFM) of an oxide thin film transistor using an oxygen plasma surface treatment process according to a gas flow rate;
9 is a graph of a logic circuit constructed using the oxide thin film transistor of the oxide channel layer substrate showing the best performance and an inverter dynamic test graph thereof;

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in the present specification is only the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all of the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be variations.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Since the accompanying drawings are merely examples shown to explain the technical idea of the present invention in more detail, the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 산화물 반도체를 채널층으로 사용한 산화물 박막 트랜지스터(1000)의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도로써, 도시된 바와 같이, 상기 산화물 박막 트랜지스터는 기판(100), 상기 기판(100) 위에 형성된 절연막(200), 상기 절연막(200) 위에 형성된 산화물 채널층(300) 및, 상기 산화물 채널층(300)과 소정의 영역을 공유하며 전기적으로 연결되도록 형성된 소스/드레인 전극(300)을 포함하는 것을 특징으로 한다.1 is a perspective view schematically showing the structure of an oxide thin film transistor 1000 using the oxide semiconductor of the present invention as a channel layer. As shown, the oxide thin film transistor is a substrate 100 and formed on the substrate 100 Including an insulating film 200, an oxide channel layer 300 formed on the insulating film 200, and a source/drain electrode 300 formed to share a predetermined region with the oxide channel layer 300 and to be electrically connected to each other characterized.

도 2를 참고하여 설명하면, 본 발명은 가스 유량에 따른 산소 플라즈마 표면처리 공정을 이용한 산화물 박막 트랜지스터를 제조하기 위한 발명으로, 박막 트랜지스터 제조방법에 있어서, 절연막이 형성된 게이트 전극의 상기 절연막(200) 상 산화물 채널층을 형성하는 산화물 채널층 형성 단계(S100), 상기 산화물 채널층(300)을 열처리하는 열처리 단계(S200), 산소 플라즈마를 이용하여 상기 열처리된 산화물 채널층(300)을 표면처리하는 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300), 및 상기 표면처리된 산화물 채널층과 접하되 서로 이격 대향하는 소스전극과 드레인 전극을 형성하는 소스/드레인 형성 단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.2, the present invention is an invention for manufacturing an oxide thin film transistor using an oxygen plasma surface treatment process according to a gas flow rate. In the thin film transistor manufacturing method, the insulating film 200 of the gate electrode on which the insulating film is formed An oxide channel layer forming step (S100) of forming an upper oxide channel layer, a heat treatment step (S200) of heat-treating the oxide channel layer 300, and surface treatment of the heat-treated oxide channel layer 300 using oxygen plasma It characterized in that it comprises an oxygen plasma surface treatment step (S300), and a source/drain forming step (S400) of forming a source electrode and a drain electrode in contact with the surface-treated oxide channel layer but spaced apart from each other.

도 3의 (a) 및 (b)를 참고하여 설명하면, 상기 산화물 채널층 형성 단계(S100)는, 절연막 형성 단계 및 스퍼터링 단계를 포함하여 수행될 수 있다. Referring to FIGS. 3A and 3B , the oxide channel layer forming step S100 may include an insulating film forming step and a sputtering step.

도 3의 (a)를 참고하여 설명하면, 상기 절연막 형성 단계는 상기 기판(100) 위에, 상기 열 산화 공정을 통하여 상기 절연막(200)을 형성한다. 이때, 산화물 박막 트랜지스터의 제조 특징에 있어 저온에서 공정이 가능한 특징이 있으므로, 상기 기판(100)은 플라스틱 재질이나 소다라임 글라스 등의 상온에서 공정이 가능한 재질로 형성될 수 있으며, 본 발명의 일실시예로, 상기 기판(100)은 규소 웨이퍼(Si wafer)로 형성될 수 있고, 보다 상세하게 상기 기판(100)은 기판이자 게이트 하부 전극으로 사용될 수 있는 heavily doped n-type Si wafer를 사용하여 상기 기판(100)으로 형성한 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 3A , in the insulating film forming step, the insulating film 200 is formed on the substrate 100 through the thermal oxidation process. At this time, since the oxide thin film transistor has a characteristic that it can be processed at a low temperature, the substrate 100 may be formed of a material that can be processed at room temperature, such as a plastic material or soda lime glass, and in one embodiment of the present invention For example, the substrate 100 may be formed of a silicon wafer (Si wafer), and in more detail, the substrate 100 is a substrate using a heavily doped n-type Si wafer that can be used as a substrate and a lower gate electrode. It is characterized in that it is formed as a substrate (100).

상기 기판(100) 위에 형성되는 상기 절연막(200)은, 실리콘질화막(SiNx), 실리콘산화막(SiO2) 등의 무기절연막 또는 유기절연막이나, 하프늄 옥사이드, 알루미늄 옥사이드와 같은 고유전성 산화막 중 어느 하나 이상으로 사용될 수 있다. 본 발명의 일실시예로, 상기 절연막(200)은 열 산화 공정을 통해 실리콘산화막(SiO2)으로 상기 절연막(200)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 기판(100)이 500~700 nm, 즉 600nm의 두께로 형성되면, 상기 절연막(200)은 50~150 nm, 즉 100nm의 두께로 형성될 수 있다.The insulating film 200 formed on the substrate 100 is an inorganic insulating film or an organic insulating film, such as a silicon nitride film (SiN x ), a silicon oxide film (SiO 2 ), or a high dielectric oxide film such as hafnium oxide or aluminum oxide. more can be used. In one embodiment of the present invention, the insulating film 200 is characterized in that the insulating film 200 is formed of a silicon oxide film (SiO 2 ) through a thermal oxidation process. In addition, when the substrate 100 is formed to a thickness of 500 to 700 nm, that is, 600 nm, the insulating layer 200 may be formed to a thickness of 50 to 150 nm, that is, 100 nm.

상기 기판(100) 위에 상기 절연막(200)이 형성되면, 표면상의 유기물과 무기물의 불순물들을 제거하기 위한 절연막 및 기판 클리닝 단계를 수행할 수 있다. 반도체 소자 제조 공정 중 발생하는 오염물은 소자의 구조적 형상의 왜곡과 전기적 특성을 저하시키고, 소자의 성능, 신뢰성 및 수율 등에 큰 영향을 미치게 되기 때문에, 상기 산화물 채널층(300)을 증착하기 전에 상기 절연막(200)이 형성된 상기 기판(100)의 표면을 청소하여 상기 산화물 박막 트랜지스터가 생성되는 공정에서 오염물을 최소한의 비율로 감소시켜 수행되도록 하는 것이 바람직하다.When the insulating film 200 is formed on the substrate 100 , an insulating film and substrate cleaning step for removing impurities of organic and inorganic substances on the surface may be performed. Contaminants generated during the semiconductor device manufacturing process reduce the distortion of the structural shape and electrical characteristics of the device, and greatly affect the device performance, reliability, yield, etc., so before depositing the oxide channel layer 300 , the insulating film It is preferable to clean the surface of the substrate 100 on which 200 is formed to reduce contaminants in the process of producing the oxide thin film transistor to a minimum ratio.

본 발명의 일실시예로 상기 절연막(200) 및 기판 클리닝을 간단하게 설명하면, 상기 기판(100)에 상기 산화물 채널층(300)을 증착하기 전에, 상기 절연막(200)이 형성된 상기 기판(100)의 불순물을 제거하고 손상을 방지하기 위해 피라냐 세정(piranha cleaning, SPM)을 진행하여 유기 오염물을 제거할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 상기 피라냐 세정은 60ml의 황산(H2SO4)과 20ml의 과산화수소(H2O2)를 3:1로 혼합하여 60℃에서 가열하여, 황산에 의해 유기물이 연소되고, 과산화수소에 의해 유기물 산화 및 용해 반응을 통해 효과적으로 유기 오염물을 제거할 수 있으며, 유기 오염물을 제거한 이후, 상기 기판(100)에 잔존할 수 있는 상기 피라냐 세정의 용액을 제거하기 위해 탈이온수(deionized water)를 이용하여 약 10분간 세척한다. 또한, 남은 무기 및 유기 불순물을 제거하기 위해서 아세톤, 이소프로필알코올(isopropyl alcohol)과 탈이온수를 사용하여, 잔류하는 불순물을 초음파 분쇄기(Ultra-sonicator)로 상기 기판(100)과 오염 물질 사이의 틈에 기포를 발생시켜 파괴하는 것으로 오염 물질을 상기 기판(100)으로부터 더욱 효과적으로 분리하고 세척할 수 있다. 마지막으로, 상기 기판(100)의 표면에 잔존하는 수분을 제거하기 위해서 상기 절연막(200)이 형성된 상기 기판(100)을 저진공 상태인 진공 오븐(vacuum oven)에서 약 150℃로 1시간 동안 베이킹(baking)을 실시하여, 상기 절연막(200) 및 기판 표면의 유기물 및 무기물을 제거할 수 있다.Briefly describing the insulating film 200 and substrate cleaning as an embodiment of the present invention, before depositing the oxide channel layer 300 on the substrate 100 , the substrate 100 on which the insulating film 200 is formed ), organic contaminants can be removed by performing piranha cleaning (SPM) to remove impurities and prevent damage. More specifically, the piranha washing is performed by mixing 60 ml of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and 20 ml of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in a 3:1 ratio and heating at 60° C., the organic material is burned by sulfuric acid, hydrogen peroxide can effectively remove organic contaminants through organic material oxidation and dissolution reaction by Wash for about 10 minutes. In addition, in order to remove the remaining inorganic and organic impurities, acetone, isopropyl alcohol, and deionized water are used to remove the remaining impurities using an ultra-sonicator. The gap between the substrate 100 and the contaminants Contaminants can be more effectively separated and cleaned from the substrate 100 by generating and destroying air bubbles. Finally, in order to remove moisture remaining on the surface of the substrate 100 , the substrate 100 on which the insulating film 200 is formed is baked at about 150° C. for 1 hour in a vacuum oven in a low vacuum state. (baking) may be performed to remove organic and inorganic materials from the surface of the insulating layer 200 and the substrate.

도 3의 (b)를 참고하여 설명하면, 상기 절연막(200) 및 기판 클리닝이 완료되면, 스퍼터링 공정을 통해 상기 절연막(200) 상에 상기 산화물 채널층(300)을 증착하는 상기 스퍼터링 단계가 수행된다. 이때, 상기 산화물 채널층(300)은, 비정질 아연 산화물계 복합 반도체, 특히 a-IGZO 반도체로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 a-IGZO 반도체는 갈륨산화물(Ga2O3), 인듐산화물(In2O3) 및 아연산화물(ZnO)과 같은 중금속이 포함되는 것으로 상기 산화물 채널층(300)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기 a-IGZO 반도체로 제작된 산화물 박막 트랜지스터는 저온에서 공정이 가능하며, 가볍고 유연한 제품을 생산할 때 사용될 수 있는 특징이 있고, 부품의 구조가 단순하여 대면적 생산에 용이한 장점이 있으며, 특히 높은 전하 이동도를 가지기 때문에 전기적 효율이 향상된 박막 트랜지스터를 생산할 수 있다는 장점이 있다.Referring to FIG. 3B , when cleaning of the insulating film 200 and the substrate is completed, the sputtering step of depositing the oxide channel layer 300 on the insulating film 200 through a sputtering process is performed. do. In this case, the oxide channel layer 300 is preferably formed of an amorphous zinc oxide-based composite semiconductor, particularly an a-IGZO semiconductor, and the a-IGZO semiconductor is gallium oxide (Ga 2 O 3 ), indium oxide (In 2 ). O 3 ) and a heavy metal such as zinc oxide (ZnO) is included to form the oxide channel layer 300 . The oxide thin film transistor made of the a-IGZO semiconductor can be processed at a low temperature, has characteristics that can be used to produce light and flexible products, and has the advantage of being easy for large-area production due to the simple structure of the parts, and particularly Since it has charge mobility, there is an advantage in that it is possible to produce a thin film transistor with improved electrical efficiency.

본 발명의 일실시예로, 상기 스퍼터링 공정은, 갈륨산화물, 인듐산화물 및 아연산화물의 비율이 1:1:1인 복합체 타겟을 사용할 수 있으며 고주파 스퍼터링 시스템(RF magnetron sputtering system)을 이용하여 상기 스퍼터링 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 상기 고주파 스퍼터링 시스템은, 스퍼터링 장치의 건(gun)에 자석을 추가한 장치이며, 높은 주파수를 이용하여 아르곤(Ar) 기체 플라즈마를 형성한 후, 이를 통해 높은 에너지를 가진 입자들이 타겟에 충돌하게 되고, 에너지를 받은 타겟의 원자들이 부딪혀 튀어 나오는 것을 통해 상기 기판(100)에 박막을 증착하는 것을 특징으로 한다. 보다 상세히 설명하면, 상기 고주파 스퍼터링 시스템은, 타겟의 이온화율을 향상시키기 위해서 판형의 다이오드의 음극(cathode) 후면에 자석을 설치하여 전자가 표적 재료 위주의 전기 및 자기장에 머무르게 하는 것으로 이온화를 계속적으로 발생시켜 스퍼터링 공정을 수행하도록 하여, 피복율을 크게 증가시키는 효과가 있는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the sputtering process may use a composite target in which the ratio of gallium oxide, indium oxide and zinc oxide is 1:1:1, and the sputtering is performed using a RF magnetron sputtering system. It is preferable to carry out the process. The high frequency sputtering system is a device in which a magnet is added to the gun of the sputtering device, and after forming an argon (Ar) gas plasma using a high frequency, particles with high energy collide with the target through this , characterized in that the thin film is deposited on the substrate 100 through the collision of the atoms of the target that received energy. More specifically, the high-frequency sputtering system installs a magnet on the rear surface of the cathode of a plate-shaped diode in order to improve the ionization rate of the target so that electrons stay in the electric and magnetic field centered on the target material. It is characterized in that it has the effect of greatly increasing the coverage by generating a sputtering process.

보다 상세히 설명하면, 상기 스퍼터링 공정은, 복합체 타겟의 직경이 3 inch이며, 복합체 타겟과 상기 기판(100) 간의 거리는 8cm로 설정할 수 있고, 챔버 내의 불순물을 제거하기 위해 초기 고진공 상채로 도달하기 위해 로터리 펌프(rotary pump)와 터보 펌프(turbo molecular pump)를 통해 챔버 내의 초기 압력을 약 3.0

Figure 112020049897418-pat00002
10-6 torr 이하의 고진공의 압력으로 설정할 수 있다. 이후, 챔버 내에 고순도로 이온화된 아르곤 가스를 MFC를 통해 약 30sccm으로 주입하고, 가스를 가속한 후 고주파 파워 발전기(RF power generator)의 고주파 파워(RF power)를 150W로 인가하여 플라즈마를 발생시켜 약 6~7분 이내, 즉 6분 40초 동안 상기 산화물 채널층(300)이 증착되도록 수행될 수 있다. 이때, 플라즈마를 발생시키는 프로세스 챔버와 터보 펌프 사이의 메인 밸브를 여닫아서, 동작 압력을 약 1.5 × 10-2 torr로 유지시켜 수행할 수 있으며, 상기 기판(100)의 온도는 상온으로 유지하였으며, 상기 기판(100) 위에 상기 산화물 채널층(300)이 균일하게 증착되기 위해 상기 기판(100)을 6~9 rpm, 즉 7 rpm의 속도로 회전시켜 상기 스퍼터링 단계가 수행되도록 할 수 있다. 또한, 상기 스퍼터링 공정은, 상기 산화물 채널층(300)을 증착하기 전에, 상기 산화물 채널층(300) 타겟 표면에 남아있는 불순물을 제거하기 위해 예비 스퍼터링을 약 5분간 진행할 수 있고, 약 400nm × 2200nm 크기의 채널층을 형성하기 위해, 쉐도우 마스크(shadow mask)를 이용하여 약 30~70 nm, 즉 50nm의 두께의 상기 산화물 채널층(300)을 상기 절연막(200) 위에 증착시킬 수 있다. More specifically, in the sputtering process, the diameter of the composite target is 3 inches, the distance between the composite target and the substrate 100 can be set to 8 cm, and the rotary to reach the initial high vacuum phase to remove impurities in the chamber The initial pressure in the chamber is set to about 3.0 through a rotary pump and a turbo molecular pump.
Figure 112020049897418-pat00002
It can be set to a high vacuum pressure of 10 -6 torr or less. Thereafter, argon gas ionized with high purity into the chamber is injected at about 30 sccm through the MFC, and after accelerating the gas, the RF power of the RF power generator is applied at 150 W to generate plasma to approximately The deposition of the oxide channel layer 300 may be performed within 6 to 7 minutes, that is, for 6 minutes and 40 seconds. At this time, by opening and closing the main valve between the process chamber for generating plasma and the turbo pump, the operating pressure can be maintained at about 1.5 × 10 -2 torr, and the temperature of the substrate 100 was maintained at room temperature, In order to uniformly deposit the oxide channel layer 300 on the substrate 100, the substrate 100 may be rotated at a speed of 6 to 9 rpm, that is, 7 rpm to perform the sputtering step. In addition, in the sputtering process, before depositing the oxide channel layer 300 , preliminary sputtering may be performed for about 5 minutes to remove impurities remaining on the target surface of the oxide channel layer 300 , and about 400 nm × 2200 nm In order to form a channel layer having a size, the oxide channel layer 300 having a thickness of about 30 to 70 nm, that is, 50 nm, may be deposited on the insulating layer 200 using a shadow mask.

도 3의 (c)를 참고하여 설명하면, 상기 산화물 채널층 형성 단계(100) 이후, 상기 산화물 채널층(300)의 표면을 열처리하는 상기 열처리 단계(S200)를 수행한다. 상기 열처리 단계(S200)는 형성된 상기 산화물 채널층(300) 즉, a-IGZO 박막의 결정화 및 박막 내부에 존재하는 결함을 감소시켜, 표면을 평탄화 하기 위한 애널링(thermal annealing) 공정인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 열처리 단계(S200)는, 250~350℃ 이내 즉, 약 300 ℃의 범위에서 1시간 동안 진행하는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 박막 내의 결정성을 향상시키고, 전하의 농도와 이동도를 상승시켜 비저항을 감소시키는 효과가 있다.Referring to FIG. 3C , after the oxide channel layer forming step 100 , the heat treatment step S200 of heat-treating the surface of the oxide channel layer 300 is performed. The heat treatment step (S200) is an annealing (thermal annealing) process for planarizing the surface by reducing the crystallization of the formed oxide channel layer 300, that is, the a-IGZO thin film and defects present in the thin film, characterized in that do. At this time, the heat treatment step (S200) is characterized in that it is performed within 250 ~ 350 ℃, that is, in the range of about 300 ℃ for 1 hour, thereby improving the crystallinity in the thin film, the concentration and mobility of the charge It has the effect of increasing the resistivity and reducing the resistivity.

본 발명의 특징에 있어, 상기 열처리 단계(S200)에 의해 열화된 상기 산화물 채널층(300)의 표면을 보상하기 위해, 산소 플라즈마로 상기 산화물 채널층(300)의 표면 처리를 하는 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)가 수행되는 것을 특징으로 한다.In a feature of the present invention, in order to compensate for the surface of the oxide channel layer 300 deteriorated by the heat treatment step ( S200 ), the oxygen plasma surface is subjected to surface treatment of the oxide channel layer 300 with oxygen plasma. It is characterized in that the processing step (S300) is performed.

도 3의 (d)를 참고하여 설명하면, 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)는, 다른 공정조건에 따라 변동이 가능하지만, 본 발명의 일실시예로, 산소 주입 유량에 따른 상기 산화물 채널층(300)의 표면적, 전기적 특성 변화를 통해 최적의 산소 주입 유량으로 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행하는 것이 바람직하다. 이때, 산소 주입 유량은 4~8 sccm 이내 인 것을 특징으로 하며, 보다 상세하게는 6sccm인 것이 바람직하다. 또한, 고주파 파워 발전기의 고주파 파워는 110~130W 이내의 전력으로 수행될 수 있으며, 120W로 인가하여 수행되는 것이 바람직하고, 2분 50초 ~ 3분 10초 이내의 시간동안 수행될 수 있고, 3분으로 수행되는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 3D , the oxygen plasma surface treatment step ( S300 ) may vary depending on other process conditions, but in an embodiment of the present invention, the oxide channel layer according to the oxygen injection flow rate It is preferable to perform the oxygen plasma surface treatment step ( S300 ) at an optimal oxygen injection flow rate through changes in the surface area and electrical properties of 300 . At this time, it is characterized in that the oxygen injection flow rate is within 4 to 8 sccm, more specifically, it is preferably 6 sccm. In addition, the high-frequency power of the high-frequency power generator may be performed with power within 110 ~ 130W, preferably performed by applying 120W, and may be performed for a time within 2 minutes 50 seconds ~ 3 minutes 10 seconds, 3 It is preferably carried out in minutes.

상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)는, 분자빔 에피택시 시스템(molecular beam epitaxy, MBE)를 통해 프로세스 챔버 내로 주입된 산소에 소량으로 존재하는 자유 전자가 전압을 인가함으로써 자기장에 의해 가속되고, 프로세스 챔버 내에 안정화된 기존의 산소 원자와 부딪히며 발생되는 이온화를 통해 자유 전자가 산소 원자의 최외각 전자가 가속된 자유 전자와 부딪혀 밖으로 방출되게 되며, 산소 원자는 전자를 잃어 양이온으로 변환되게 된다. 이에 따라 산소 원자는 여기(excitation)가 되어 높은 준위(여기 상태)가 되어 본래의 상태로 되돌아가려는 성질로 인해 안정화를 거치게 되는데, 자유 전자에 의해 받았던 에너지는 빛 에너지로 방출되고 따라서 밀도 높은 플라즈마가 발생되게 되고, 이를 통해 상기 산화물 채널층(300)이 형성된 상기 기판(100) 표면에 국부적으로 균일한 산소 플라즈마 표면처리를 하는 것을 특징으로 한다. 이때, 플라즈마를 발생시키기 전에 분자빔 에피택시 시스템 전체의 진공 상태를 깨지 않고, 더욱 고밀도의 진공 상태에서 상기 산화물 채널층(300)을 배치하기 위해서 로드 락 챔버(load lock chamber)를 사용할 수 있고, 프로세스 챔버의 진공도는 3.0 × 10-3 torr인 진공 상태에서 산소 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 한다.In the oxygen plasma surface treatment step (S300), free electrons present in a small amount in oxygen injected into the process chamber through a molecular beam epitaxy (MBE) system are accelerated by a magnetic field by applying a voltage, and the process Through ionization generated by colliding with an existing oxygen atom stabilized in the chamber, free electrons collide with the accelerated free electrons of the oxygen atom, and the oxygen atom loses electrons and is converted into positive ions. As a result, the oxygen atom becomes excitation and becomes a high level (excited state) and undergoes stabilization due to its tendency to return to its original state. is generated, and through this, the surface of the substrate 100 on which the oxide channel layer 300 is formed is characterized in that the surface is locally uniformly treated with oxygen plasma. At this time, a load lock chamber may be used to dispose the oxide channel layer 300 in a higher-density vacuum state without breaking the vacuum state of the entire molecular beam epitaxy system before generating plasma, The vacuum degree of the process chamber is characterized in that the oxygen plasma is generated in a vacuum state of 3.0 × 10 -3 torr.

상기 산소 플라즈마 표면처리를 통해서, 상기 산화물 채널층(300)이 형성된 표면의 거칠기가 낮아지게 되어 전자 이동을 방해하는 계면 트랩 전화 현상이 완화되는 효과가 있으며, 이에 따라 전하 이동도가 상승하게 되는 효과가 나타난다. 또한, 상기 산화물 채널층(300) 내부의 산소 결핍 현상이 적절하게 감소하게 되어, 적절한 양의 산소 공공(oxygen vacancy)을 유지하게 되면서 트랩 전하가 발생되거나 누설 전류를 유발하는 현상이 현저하게 감소될 수 있으며, 문턱 전압이 감소하여 문턱 전압 이하에서의 기울기(subthreshold swing, S/S)가 개선되는 효과가 발생하여 상기 열처리 공정에 의한 손해가 보상된다. 따라서, 종래의 산화물 박막 트랜지스터에 비해 전기적, 표면적 및 광학적 특성이 개선된 산화물 박막 트랜지스터를 제조할 수 있게 되는 효과가 있다.Through the oxygen plasma surface treatment, the roughness of the surface on which the oxide channel layer 300 is formed is lowered, so that the interfacial trap conversion phenomenon that prevents electron movement is alleviated, and thus the charge mobility is increased. appears. In addition, the oxygen starvation phenomenon inside the oxide channel layer 300 is appropriately reduced, so that an appropriate amount of oxygen vacancy is maintained, and the occurrence of a trap charge or a leakage current is significantly reduced. In addition, as the threshold voltage is reduced, an effect of improving a subthreshold swing (S/S) below the threshold voltage occurs, thereby compensating for the damage caused by the heat treatment process. Accordingly, there is an effect that it is possible to manufacture an oxide thin film transistor with improved electrical, surface area and optical properties compared to the conventional oxide thin film transistor.

보다 상세히 설명하면, 도 4는 각각 다른 산소 주입 유량에 따라 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행한 상기 산화물 박막 트랜지스터의 출력 특성 곡선에 대한 도면이다. 도 4의 (a)는 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행하지 않은 산화물 박막 트랜지스터이며, (b)는 3sccm, (c)는 6sccm, (d)는 9sccm의 산소 주입 유량으로 산소 플라즈마 표면처리 단계를 수행한 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 조사하기 위해, 소스/드레인 전압(Vds)을 0 ~ 30 V까지 sweep 10 V, step 0.2 V로 설정하였을 때의 소스/드레인 전류(Ids)를 조사한 출력 특성(output curve)에 대한 그래프이다. 도 4의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이, 적절한 산소 유량에 따라 출력 특성 곡선이 더 높은 전류에서 포화(saturation)되는 것을 확인할 수 있으며, 이는 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 통해, 상기 산화물 채널층(300) 내부에 산소 공공이 감소하여 전자의 트랩핑(trapping)을 유발하는 결함이 줄어들었고, 따라서 자유 전자 농도가 감소하였음에도 전하 이동도가 증가하고 누설 전류가 개선되는 것을 확인 할 수 있다. 다만, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 산소 주입 유량이 9sccm인 경우, (a) 내지 (c)와 비교하였을 때 현저하게 낮은 전류에서 포화되며, 전압이 달리 인가되어도 큰 차이를 보이지 않는 것을 확인할 수 있고, 이는 과도한 산소 주입 유량으로 인해 상기 산화물 채널층(300) 내부의 산소 공공이 필요 이상으로 많이 제거되어, 자유 전자의 농도가 현저히 줄어들고, 이에 표면 거칠기가 증가한 것으로 파악할 수 있다. 또한, 산소 공공이 과하게 감소될 경우 캐리어의 밀도 감소에 따른 전하 이동도 저하와 저항 증가를 야기할 수 있게 된다. 따라서, 상기 산화물 채널층(300)의 박막 내의 산소 공공은 일반적으로 캐리어(carrier)의 전자 주개(donor) 역할과 동시에 캐리어의 흐름을 방해하는 트랩 사이트(trap site) 역할을 하고, 산소 공공으로 인해 트랩 차지가 발생하거나 누설 전류가 발생하게 되며, 이는 산화물 박막 트랜지스터의 신뢰성을 저하시키기 때문에, 적절한 양의 산소 공공을 유지하는 것이 중요하고, 본 발명의 일실시예로, 최적의 산소 공공을 갖기 위해서, 6sccm의 산소 유입 유량으로 상시 산소 플라즈마 표면처리 단계가 수행되는 것이 바람직하다.In more detail, FIG. 4 is a diagram of an output characteristic curve of the oxide thin film transistor in which the oxygen plasma surface treatment step S300 is performed according to different oxygen injection flow rates. 4 (a) is an oxide thin film transistor in which the oxygen plasma surface treatment step (S300) is not performed, (b) is 3 sccm, (c) is 6 sccm, (d) is an oxygen plasma surface with an oxygen injection flow rate of 9 sccm In order to investigate the electrical characteristics of the thin film transistor subjected to the processing step, the source/drain current (I ds ) when the source/drain voltage (V ds ) was set to sweep 10 V, step 0.2 V from 0 to 30 V was measured It is a graph of the investigated output curve. As shown in (b) and (c) of Figure 4, it can be seen that the output characteristic curve is saturated at a higher current according to an appropriate oxygen flow rate, which is the oxygen plasma surface treatment step (S300). Through this, oxygen vacancies in the oxide channel layer 300 are reduced, so that defects causing electron trapping are reduced, and thus charge mobility is increased and leakage current is improved even though the free electron concentration is reduced. can check However, as shown in (d) of FIG. 4, when the oxygen injection flow rate is 9 sccm, compared to (a) to (c), it is saturated at a significantly lower current, and even if a different voltage is applied, there is no significant difference. It can be confirmed that the oxygen vacancies inside the oxide channel layer 300 are removed more than necessary due to an excessive oxygen injection flow rate, so that the concentration of free electrons is remarkably reduced, thereby increasing the surface roughness. In addition, when oxygen vacancies are excessively reduced, it is possible to cause a decrease in charge mobility and an increase in resistance due to a decrease in carrier density. Therefore, oxygen vacancies in the thin film of the oxide channel layer 300 generally serve as electron donors of carriers and trap sites that block the flow of carriers at the same time, and due to the oxygen vacancies, Since trap charge or leakage current occurs, which lowers the reliability of the oxide thin film transistor, it is important to maintain an appropriate amount of oxygen vacancies. , it is preferable that the oxygen plasma surface treatment step is always performed at an oxygen inflow flow rate of 6 sccm.

또한, 도 5는 각각 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행하지 않은 상기 산화물 채널층(300)과, 3, 6, 9sccm의 산소 주입 유량으로 상기 산호 플라즈마 표면처리 단계를 수행한 상기 산화물 박막 트랜지스터의 전달 특성(transfer curve) 곡선으로, 그래프는 산화물 박막 트랜지스터의 게이트 바이어스 전압(Vgs)을 - 10 ~ 30 V까지 단계 전압을 0.5 V씩 상승시켜 인가했을 때의 Ids를 측정하였으며, Vds를 30 V로 고정시켰을 때의 Vgs에 대한 Ids와 제곱근 Ids 값을 나타내며, 이는 전달 특성 곡선을 바탕으로 상기 산화물 박막 트랜지스터의 전기적 특성 파라미터에 대한 것이다. 도 5의 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 도 5의 (a)에 비해 누설 전류가 낮아졌으며, 전하 이동도 또한 3.7 cm2/Vs이상 증가하고 전류 점멸비가 10~100배 이상 상승하였고, 문턱 전압(Vth)이 낮아져 문턱 전압 이하에서의 기울기(subthreshold swing, S/S)가 선형적으로 개선된 것을 알 수 있다. 반면에, 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 산소를 9sccm의 주입 유량으로 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행한 경우, 상기 산화물 박막 트랜지스터의 전반적인 전기적 특성이 저하될 수 있고, 이는 산소 공공의 감소로 인해 전하 이동도가 저하된 것으로 보인다. 따라서, 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300) 수행 시, 적절한 산소의 주입 유량을 통해 상기 산화물 채널층(300)의 산소 공공을 최적의 상태로 형성하는 것이 상기 산화물 박막 트랜지스터의 특성을 향상시키는 것에 중요하며, 본 발명의 일실시예로, 최적의 산소 공공을 갖기 위해서, 6sccm의 산소 유입 유량으로 상시 산소 플라즈마 표면처리 단계가 수행되는 것이 바람직하다.5 shows the oxide channel layer 300 without performing the oxygen plasma surface treatment step (S300), respectively, and the oxide thin film on which the coral plasma surface treatment step was performed at an oxygen injection flow rate of 3, 6, and 9 sccm. It is a transfer curve curve of the transistor, and the graph is the gate bias voltage (V gs ) of the oxide thin film transistor when the step voltage is increased by 0.5 V from -10 to 30 V to measure I ds , V I ds and square root I ds values for V gs when ds is fixed at 30 V are shown, which relate to the electrical characteristic parameters of the oxide thin film transistor based on the transfer characteristic curve. As shown in (b) and (c) of Figure 5, the leakage current is lower than in (a) of Figure 5, the charge mobility is also increased by 3.7 cm 2 / Vs or more, and the current flashing ratio is 10 to 100 times or more. It can be seen that the subthreshold swing (S/S) is linearly improved below the threshold voltage as the threshold voltage (V th ) is lowered. On the other hand, as shown in (d) of FIG. 5, when the oxygen plasma surface treatment step (S300) is performed at an injection flow rate of 9 sccm of oxygen, the overall electrical characteristics of the oxide thin film transistor may be deteriorated, This seems to be due to the decrease in the charge mobility due to the reduction of oxygen vacancies. Therefore, when performing the oxygen plasma surface treatment step (S300), it is important to improve the characteristics of the oxide thin film transistor to form oxygen vacancies in the oxide channel layer 300 in an optimal state through an appropriate oxygen injection flow rate. And, in an embodiment of the present invention, in order to have an optimal oxygen vacancy, it is preferable that the oxygen plasma surface treatment step is always performed at an oxygen inflow flow rate of 6 sccm.

도 6은 각각 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행하지 않은 상기 산화물 채널층(300)과, 3, 6, 9sccm의 산소 주입 유량으로 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행한 산화물 박막 트랜지스터의 전류 지속성과 안정성 및 신뢰성을 평가하기 위해, Vgs와 Vds를 각각 30 V씩 인가하였을 때, Ids의 값을 초기 측정값인 Ids0으로 나누어 약 10분 간 보존 전류 안정성(retention current stability)을 측정한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행하지 않은 산화물 박막 트랜지스터는 시간의 지남 따라 측정되는 전류값이 급격하게 감소되는 알 수 있으며, 9sccm의 산소 주입 유량으로 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행한 산화물 박막 트랜지스터 또한 시간의 지남에 따라 측정되는 전류값이 급격하게 감소되는 것을 알 수 있다. 반면에, 산소를 각각 3, 6 sccm의 주입 유량으로 상기 산소 플라즈마 표면처리를 수행한 산화물 박막 트랜지스터의 경우, 시간이 지나도 전류값이 초기 전류값의 약 80% 이내로 전류가 유지되는 것을 알 수 있다. 이는, 적절한 산소 주입 유량에 의한 상기 산소 플라즈마 표면처리로 인해 상기 산화물 채널층(300)의 표면 불순물들과 결함이 효과적으로 제거되고, 이에 산소 공공과 탄화수소가 감소하게 되어, 대기 중의 수분과 산소에 대한 반응성이 완화된 것으로 인한 효과이다.6 shows the oxide channel layer 300 that has not been subjected to the oxygen plasma surface treatment step S300, respectively, and the oxide thin film in which the oxygen plasma surface treatment step S300 is performed at an oxygen injection flow rate of 3, 6, and 9 sccm. In order to evaluate the current continuity, stability and reliability of the transistor, when V gs and V ds are each applied at 30 V, the value of I ds is divided by the initial measured value I ds0 to obtain retention current stability for about 10 minutes. stability) is measured. As shown in FIG. 6 , in the oxide thin film transistor that has not been subjected to the oxygen plasma surface treatment step ( S300 ), it can be seen that the current value measured over time is rapidly reduced, and the oxygen is injected at an oxygen injection flow rate of 9 sccm. It can be seen that the oxide thin film transistor that has undergone the plasma surface treatment step S300 also rapidly decreases the measured current value over time. On the other hand, in the case of the oxide thin film transistor in which the oxygen plasma surface treatment was performed at an injection flow rate of 3 and 6 sccm of oxygen, respectively, it can be seen that the current is maintained within about 80% of the initial current value even after time passes. . This is because the surface impurities and defects of the oxide channel layer 300 are effectively removed due to the oxygen plasma surface treatment by an appropriate oxygen injection flow rate, and oxygen vacancies and hydrocarbons are reduced thereby, This is due to the reduced reactivity.

도 7은 각각 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행하지 않은 상기 산화물 채널층(300)과, 3, 6, 9sccm의 산소 주입 유량으로 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행한 산화물 박막 트랜지스터의 디스플레이용 소자에 대한 응용성 및 신뢰성을 평가하기 위한 negative bias voltage stress (NBS) test를 진행한 것으로, 턴 오프(turn off) 상태를 평가하기 위해, 각각 산소 가스 유량에 따라서 0, 100, 200, 300초의 시간 동안 Vgs에 -20 V를 인가한 후, 스텝(step) 0.5 V 간격으로 Vgs를 -20 ~ 20 V까지의 전압으로 가했을 때의 전달 특성 곡선을 측정한 것이다. 전압이 0 V에 가깝게 문턱 전압을 유지하며 네거티브 혹은 퍼지티브 방향으로 이동되지 않는 것이 안정성이 높은 산화물 박막 트랜지스터이며, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 산소 유량을 3sccm으로 주입하여 산소 플라즈마 표면처리를 진행한 경우, 네거티브 바이어스 전압(negative bias voltage)을 인가한 후 전달 특성 곡선이 네거티브 방향으로 많이 이동되는 것을 알 수 있다. 이는 게이트에 걸리는 네거티브 전압으로 인하여 상기 산화물 채널층(300) 내부의 정공이 게이트 방향으로 이동해서 생기는 현상이다. 반면에 산소 유량을 6sccm으로 주입하여 플라즈마 표면처리를 진행한 경우, 다른 조건의 산화물 박막 트랜지스터보다 적게 네거티브 이동 되는 것을 알 수 있다. 7 shows the oxide channel layer 300 that has not been subjected to the oxygen plasma surface treatment step (S300), respectively, and the oxide thin film in which the oxygen plasma surface treatment step (S300) is performed at an oxygen injection flow rate of 3, 6, and 9 sccm. A negative bias voltage stress (NBS) test was conducted to evaluate the applicability and reliability of the transistor for display devices, and to evaluate the turn-off state, 0, 100, After applying -20 V to V gs for 200 or 300 seconds , the transfer characteristic curve was measured when V gs was applied to a voltage of -20 to 20 V at 0.5 V step intervals. It is an oxide thin film transistor with high stability that the voltage maintains the threshold voltage close to 0 V and does not move in the negative or positive direction, and as shown in FIG. When the surface treatment is performed, it can be seen that the transfer characteristic curve is largely shifted in the negative direction after a negative bias voltage is applied. This is a phenomenon caused by the movement of holes in the oxide channel layer 300 in the gate direction due to the negative voltage applied to the gate. On the other hand, when the plasma surface treatment was performed by injecting an oxygen flow rate of 6 sccm, it can be seen that the negative movement was less than that of the oxide thin film transistor under other conditions.

도 8의 (a) 내지 (d)는, 각각 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행하지 않은 상기 산화물 채널층(300)과, 3, 6, 9sccm의 산소 주입 유량으로 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행한 상기 산화물 박막 트랜지스터의 산소 주입량에 따른 상기 산화물 표면처리가 상기 산화물 채널층(300)에 미치는 영향을 분석하기 위한 상기 산화물 채널층(300) 표면 상태를 2nm × 2nm 크기로 측정한 AFM 결과이며, 또한, 도 8의 (e)는 산소 주입 유량에 따른 RMS(root mean square) 값의 변화에 대한 도면이다. 도 8의 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 도 8의 (a)와 대비하였을 때, 산소 플라즈마 표면처리 과정에서 산소 주입량이 증가할수록, 상기 산화물 채널층(300)의 표면 단차가 감소하고 결정입도(grain size)가 작아지며 뚜렷한 결정 입계(grain boundary)를 관찰할 수 있기 때문에 산소 주입량이 많을수록 트랜지스터의 전기적 성능을 향상시킬 수 있다. 그러나 도 8의 (d) 및 (e)에 도시된 바와 같이, 산소가 과도하게 많이 주입되면, 산소 플라즈마로 인해 표면의 단차는 줄었지만 오히려 RMS 값은 증가하는 것을 알 수 있고, 이는 표면의 거칠기가 증가된다는 의미이며, 표면의 거칠기가 증가할수록 누설 전류가 발생하게 되고, 전자의 이동을 방해하는 트랩 차지를 유발시켜 전하 이동도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 전기적 및 표면적 분석 결과, 산소 주입 유량을 6 sccm으로 주입하여 상기 산소 플라즈마 표면처리를 진행한 산화물 박막 트랜지스터가 가장 좋은 성능을 보였으며, 이를 통해 최적의 산소 주입량이 6 sccm임을 알 수 있다.8 (a) to (d), the oxide channel layer 300 without performing the oxygen plasma surface treatment step (S300), respectively, and the oxygen plasma surface treatment at the oxygen injection flow rate of 3, 6, 9sccm, respectively The surface state of the oxide channel layer 300 for analyzing the effect of the oxide surface treatment on the oxide channel layer 300 according to the oxygen injection amount of the oxide thin film transistor having performed step S300 is 2 nm × 2 nm. It is the measured AFM result, and FIG. 8(e) is a view of the change of the RMS (root mean square) value according to the oxygen injection flow rate. As shown in FIGS. 8(b) and 8(c), as the oxygen injection amount increases during the oxygen plasma surface treatment process, the surface step of the oxide channel layer 300 is different from that of FIG. 8(a). As the amount of oxygen injected increases, the electrical performance of the transistor can be improved. However, as shown in (d) and (e) of FIG. 8, when oxygen is injected excessively, it can be seen that the RMS value is rather increased, although the step difference of the surface is reduced due to the oxygen plasma, which is the roughness of the surface. is increased, and as the roughness of the surface increases, a leakage current is generated, and a trap charge that interferes with the movement of electrons may be induced, thereby lowering the charge mobility. Therefore, as a result of electrical and surface area analysis, the oxide thin film transistor that was subjected to the oxygen plasma surface treatment by injecting the oxygen injection flow rate at 6 sccm showed the best performance, and it can be seen that the optimal oxygen injection amount was 6 sccm.

도 9의 (a)는 가장 좋은 성능을 보인 상기 산화물 채널층(300) 기판의 산화물 박막 트랜지스터를 사용하여 구성한 논리 회로이며, 파워 서플라이와 오실로스코프, 함수발생기를 이용하여 회로를 구성하였고, 회로의 부하 저항은 1 МΩ, VDD(high level voltage)는 5 V의 전압을 인가하였다. 도 9의 (a)에 도시된 논리 회로는 입력전압(Vin)이 0 V일 때, 게이트가 합선됨으로써 전류가 전부 출력전압(Vout)으로 흐르게 되어 Vout에서 5 V가 출력되고, Vin이 5 V일 때는 게이트가 열려 전류가 그라운드로 흐르게 되어 Vout에서 0 V가 출력되게 된다. 도 9의 (b)는 상기 도 9의 (a)와 동일한 산화물 박막 트랜지스터를 이용하여 1 МΩ의 부하 저항 및 5 V의 VDD를 인가하여 NMOS 인버터를 구성하고 동적 시험을 진행한 결과에 대한 그래프로, 도 9의 (b)는 주파수를 1 kHz로 하여 Vin을 -5 ~ 5 V까지 인가하였으며, 시간에 따른 Vout의 값을 측정하였다. 측정 결과, 문턱 전압인 약 4.5 V에서 게이트가 열리게 되며, 인버팅이 잘 일어나는 것을 확인하여, 이후, 능동 구동 디스플레이용 백플레인 소자로의 응용 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.9(a) is a logic circuit constructed using the oxide thin film transistor of the oxide channel layer 300 substrate showing the best performance, and the circuit was constructed using a power supply, an oscilloscope, and a function generator, and the load of the circuit A voltage of 1 МΩ was applied to the resistor and 5 V to V DD (high level voltage). In the logic circuit shown in FIG. 9 (a) , when the input voltage (V in ) is 0 V, the gate is short-circuited so that all current flows to the output voltage (V out ), so that 5 V is output from V out, V When in is 5 V, the gate is opened and current flows to the ground, and 0 V is output from V out . FIG. 9(b) is a graph showing the results of constructing an NMOS inverter using the same oxide thin film transistor as in FIG. 9(a) and applying a load resistance of 1 Ω and V DD of 5 V and performing a dynamic test As a result, in (b) of FIG. 9, V in was applied to -5 to 5 V at a frequency of 1 kHz, and the value of V out according to time was measured. As a result of the measurement, it was confirmed that the gate was opened at the threshold voltage of about 4.5 V, and inverting occurred well, thereby confirming the possibility of application as a backplane device for an active driving display.

이에 따라, 상기 산화물 박막 트랜지스터를 제조하기 위해 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300)를 수행할 때, 산소 주입 유량에 따라 상기 산화물 채널층(300)의 전기적, 표면적 및 광학적 특성이 변화되는 것을 알 수 있으며, 본 발명의 일실시예로, 프로세서 챔버 내부의 진공도가 약 3.0 × 10-3 torr에서, 고주파 파워가 약 120W로 인가될 때, 약 3분 동안 6sccm의 산소 주입 유량으로 상기 산화물 채널층(300)의 표면을 국부적으로 표면처리 하는 것으로, 상기 산화물 채널층(300)의 표면의 거칠기를 개선해 트랩 차지 유발을 감소시켜 누설 전류 유발을 감소시킬 수 있으며, 문턱 전압이 낮아져 게이트 바이어스 전압의 on/off 경계 값이 감소될 수 있으며, 전자 이동도는 향상된 상기 산화물 박막 트랜지스터를 제조할 수 있다.Accordingly, when the oxygen plasma surface treatment step (S300) is performed to manufacture the oxide thin film transistor, it can be seen that the electrical, surface area and optical properties of the oxide channel layer 300 are changed according to the oxygen injection flow rate. and, in one embodiment of the present invention, in the degree of vacuum within the process chamber from about 3.0 × 10 -3 torr, when applied to a high frequency power of about 120W, the flow rate of injected oxygen to the oxide 6sccm after about 3 minutes of the channel layer ( By locally surface-treating the surface of the oxide channel layer 300 by improving the roughness of the surface of the oxide channel layer 300, it is possible to reduce the occurrence of trap charge, thereby reducing the occurrence of leakage current. The off boundary value may be reduced, and the oxide thin film transistor may be manufactured with improved electron mobility.

도 3의 (e)를 참고하여 설명하면, 상기 산소 플라즈마 표면처리 단계(S300) 이후, 상기 산화물 채널층(300)이 형성된 기판 위에, 상기 산화물 채널층(300)과 소정 영역을 공유하며 전기적으로 연결되는 상기 소스/드레인 전극을 증착시키는 상기 소스/드레인 증착 단계(S400)가 수행되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 소스/드레인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 구리(Cu), 또는 그들의 하나 이상의 합금으로 이루어질 수 있으며, 금속 또는 합금의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다. 상기 소스/드레인 증착 단계(S400)는, 상기 산화물 채널층(300)에 상기 산소 플라즈마 표면처리를 수행한 후, 직류 스퍼터링 시스템(DC magnetron sputtering system)을 이용하여 스퍼터링 하여 상기 산화물 채널층(300)의 위에 상시 소스/드레인 전극을 증착하는 것을 특징으로 한다. 이때, 동작 압력은 1.5 × 10-2 torr일 수 있으며, 직류 파워는 140~160W 이내의 전력, 약 150W의 전력을 10분 동안 인가하는 것으로 상기 소스/드레인 전극은 100nm 두께로 증착될 수 있으며, 이를 통해 길이 200nm, 폭 2,000 nm 크기의 채널 층을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3(e), after the oxygen plasma surface treatment step (S300), on the substrate on which the oxide channel layer 300 is formed, it shares a predetermined region with the oxide channel layer 300 and is electrically The source/drain deposition step (S400) of depositing the connected source/drain electrodes is characterized in that it is performed. In this case, the source/drain is molybdenum (Mo), aluminum (Al), chromium (Cr), gold (Au), titanium (Ti), nickel (Ni), neodium (Nd), copper (Cu), or their It may consist of one or more alloys, and may consist of a single layer of a metal or alloy or multiple layers of two or more layers. In the source/drain deposition step (S400), the oxide channel layer 300 is subjected to the oxygen plasma surface treatment and then sputtered using a DC magnetron sputtering system to perform the oxide channel layer 300. It is characterized in that the source/drain electrodes are always deposited on the. At this time, the operating pressure may be 1.5 × 10 -2 torr, and the DC power is a power within 140 to 160 W, and a power of about 150 W is applied for 10 minutes, and the source/drain electrodes may be deposited to a thickness of 100 nm, Through this, a channel layer having a length of 200 nm and a width of 2,000 nm may be formed.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components and the like and limited embodiment drawings have been described, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above one embodiment. No, various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention. .

1000 : 산화물 박막 트랜지스터
100 : 기판 200 : 절연막
300 : 산화물 채널층 400 : 소스/드레인
S100 : 산화물 채널층 형성 단계 S200 : 열처리 단계
S300 : 산소 플라즈마 표면처리 단계
S400 : 소스/드레인 증착 단계1000: oxide thin film transistor
100: substrate 200: insulating film
300: oxide channel layer 400: source/drain
S100: oxide channel layer formation step S200: heat treatment step
S300: Oxygen plasma surface treatment step
S400: source/drain deposition step

Claims (7)

박막 트랜지스터 제조방법에 있어서,
절연막이 형성된 게이트 전극의 상기 절연막 상 산화물 채널층을 형성하는 산화물 채널층 형성 단계;
상기 산화물 채널층을 열처리하는 열처리 단계;
산소 플라즈마를 이용하여 상기 열처리된 산화물 채널층을 표면처리하는 산소 플라즈마 표면처리 단계; 및
상기 표면처리된 산화물 채널층과 접하되 서로 이격 대향하는 소스전극과 드레인 전극을 형성하는 소스/드레인 형성 단계;를 포함하고,
상기 산소 플라즈마 표면 처리 단계에서, 네거티브 바이어스 전압 스트레스(NBS)를 개선하고 보존 전류 안정성을 향상하고, 상기 산화물 채널층의 RMS(Root Mean Square)를 최소화 하도록, 공급되는 산소의 유량은 4sccm 내지 8sccm로 수행하는
가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법.
In the thin film transistor manufacturing method,
an oxide channel layer forming step of forming an oxide channel layer on the insulating film of the gate electrode on which the insulating film is formed;
a heat treatment step of heat-treating the oxide channel layer;
an oxygen plasma surface treatment step of surface-treating the heat-treated oxide channel layer using oxygen plasma; and
A source/drain forming step of forming a source electrode and a drain electrode in contact with the surface-treated oxide channel layer and spaced apart from each other to face each other;
In the oxygen plasma surface treatment step, the flow rate of supplied oxygen is 4 sccm to 8 sccm to improve negative bias voltage stress (NBS), improve storage current stability, and minimize RMS (Root Mean Square) of the oxide channel layer. performing
A method of manufacturing an oxide thin film transistor according to a gas flow rate.
 제 1항에 있어서,
상기 산소 플라즈마 표면처리 단계에서,
공급되는 전력은 110W 내지 130W인 것
을 특징으로 하는 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법.
The method of claim 1,
In the oxygen plasma surface treatment step,
The power supplied is 110W to 130W
A method of manufacturing an oxide thin film transistor according to a gas flow rate, characterized in that
 제 1항에 있어서,
상기 산소 플라즈마 표면처리 단계는,
2분 50초 내지 3분 10초 동안 수행되는 것
을 특징으로 하는 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법.
The method of claim 1,
The oxygen plasma surface treatment step,
What is done for 2 minutes 50 seconds to 3 minutes 10 seconds
A method of manufacturing an oxide thin film transistor according to a gas flow rate, characterized in that
 제 1항에 있어서,
상기 산소 플라즈마 표면처리 단계는,
3.0 × 10-3 torr 진공도의 챔버 내에서 수행되는 것
을 특징으로 하는 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법.
The method of claim 1,
The oxygen plasma surface treatment step,
performed in a chamber with a vacuum degree of 3.0 × 10 -3 torr
A method of manufacturing an oxide thin film transistor according to a gas flow rate, characterized in that
 제 1항에 있어서,
상기 열처리 단계는,
대기압에서, 250도 내지 350도의 온도에서 수행되는 것
을 특징으로 하는 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법.
The method of claim 1,
The heat treatment step is
At atmospheric pressure, at a temperature of 250 to 350 degrees
A method of manufacturing an oxide thin film transistor according to a gas flow rate, characterized in that
 제 1항에 있어서,
상기 산화물 채널층 형성 단계는 절연막 형성 단계를 더 포함할 수 있고,
상기 절연막 형성 단계는, SPM 클리닝(Sulfuric acid hydrogen
Peroxide Mixture solution Cleaning) 공정으로 상기 절연막을 클리닝하는 것
을 특징으로 하는 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법
The method of claim 1,
The oxide channel layer forming step may further include an insulating film forming step,
In the insulating film forming step, SPM cleaning (sulfuric acid hydrogen
Cleaning the insulating film by a Peroxide Mixture solution Cleaning) process
A method of manufacturing an oxide thin film transistor according to a gas flow rate, characterized in that
 제 1항 내지 6항 중 어느 한 항의 가스 유량에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법에 의해 제조된 산화물 박막 트랜지스터.
An oxide thin film transistor manufactured by the method for manufacturing an oxide thin film transistor according to any one of claims 1 to 6 according to the gas flow rate.
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