어닐링 분위기가 마그네슘 아연 산화물 박막 트랜지스터(MgZnO-TFT) 성능에 미치는 영향을 연구하기 위해 본 논문에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 MgZnO 박막을 제작하고, 이를 채널층으로 하여 바텀 게이트 탑 컨택 구조의 MgZnO-TFT 장치를 제작하였다. 제작된 MgZnO 박막을 공기, 진공, 산소, 질소의 4가지 서로 다른 분위기에서 500 ℃, 1시간 동안 어닐링 처리하였으며, 원자력 현미경(AFM)과 X선 광전자 분광법(XPS) 기술로 박막을 특성 분석하였다. 결과는 진공 분위기에서 어닐링 처리한 MgZnO 박막이 더 우수한 품질과 최적의 장치 성능을 나타내었으며, 필드 이펙트 이동도는 0.29 cm²·V^-1·s^-1, 임계 전압은 2.28 V, 서브스레숄드 스윙은 3.6 V·dec^-1, 전류 온오프 비는 1.68×10⁶이었다. 이는 진공 분위기에서 어닐링 시 외부 간섭을 어느 정도 차단하여 활성층 박막 결함 생성을 효과적으로 방지하기 때문인 것으로 분석된다. 또한 장치의 정전압 스트레스(PBS)와 부전압 스트레스(NBS)의 안정성도 연구하였다. 다양한 게이트 바이어스 스트레스에서 TFT는 모두 우수한 안정성을 보였으며, 정전압 10 V, 응력 시간 3000초에서 진공 분위기 어닐링으로 최적화된 MgZnO-TFT의 임계 전압 변위는 ZnO-TFT 대비 1.38 V에서 0.54 V로 감소하였다. 결과는 산화아연 중 마그네슘 도핑으로 MgZnO 박막을 TFT 활성층으로 제작하는 것이 TFT 장치의 전기적 안정성을 어느 정도 개선함을 보여준다.

MgZnO-TFT;어닐링 분위기;XPS;안정성