금속-산화물의 특성 향상시키기 위한 기술동향

금속-산화물 반도체 기반의 박막 트랜지스터는 2004년 발표된 이후 여러 분야에서 활발히 연구가 진행되고 있다. 최근 넓은 밴드갭과 낮은 누설전류 등의 여러 장점들로 인해 디스플레이 분야를 포함하여 그 활용 분야가 점차 다양해지고 있다. 이에 따라 고성능의 반도체 소자에 대한 요구가 증가하였다. 이번 글에서는 금속-산화물의 특성을 향상시키기 위한 기술동향과 최근 확장되고 있는 적용 분야에 대해서 살펴보고자 한다.

글/ 고려대학교 주병권 교수 연구실
주병권(고려대학교 전기전자공학부 교수)
이지예(고려대학교 전기전자공학부 박사 과정)


목차

1. 서론
2. 금속-산화물 반도체 특성
3. 금속-산화물 반도체 박막 트랜지스터 기술 동향
3-1. N형 산화물 박막 트랜지스터 기술
3-1-1. 물질 기반
3-1-2. 구조 기반
3-1-3. 후처리 기반
3-2. P형 산화물 박막 트랜지스터 기술
4. 금속-산화물 반도체 응용 연구 기술
4-1. 의료용 엑스레이 영상 처리
4-2. 인공지능 반도체
4-3. 다진법 반도체
5. 결론
6. 참고 문헌


1. 서론

반도체의 경전으로 여겨지는 무어의 법칙이 존재한다. 인텔의 창립자 고든 무어가 발표한 법칙으로, 반도체 집적회로의 성능이 24개월 마다 2배로 증가한다는 것이다. 하지만 이 무어의 법칙은 한계에 다다랐다. 기술이 발전함에 따라 공정은 점차 세밀해지며 집적도는 증가함에 따라 발생하는 발열 현상과 전력소모를 잡기가 어렵다. 또한 다양한 디스플레이 제품과 애플리케이션이 발전함에 따라 고성능의 반도체 소자를 요구하고 있다.

이러한 차세대 전자 응용을 위한 요구를 충족시키기 위해 다양한 반도체 물질들이 연구가 되고 있다. 이중 금속-산화물 반도체 물질은 우수한 특성으로 유망한 후보 물질 중 하나이다. 기존에 상용화되고 있는 비정질 실리콘과 저온-다결정 실리콘(LTPS)의 장단점 중 장점만을 가지고 있다는 점이 금속-산화물 반도체 물질이 주목받는 이유이다.

이 글에서는 금속-산화물에 대해 소개하고, 금속-산화물 기반의 박막 트랜지스터의 기술동향과 응용연구에 대해 다뤄보고자 한다.

2. 금속-산화물 반도체 특성

2004년 일본의 동경공대(TIT, Tokyo Institue of Technology) H. Hosono 교수 연구팀에서 처음으로 금속-산화물 반도체 물질인 In-Ga-Zn-O 물질에 대해 발표하였다.[1] 그림 1은 실리콘과 금속-산화물이 각각 결정 상태일 때와 비정질 상태일 때의 캐리어 이동경로를 나타낸다. 비정질 실리콘 반도체 물질은 방향성이 강한 sp³-오비탈로 구성되어 있기 때문에 비정질 상태에서는 캐리어 이동성이 크게 감소한다. 반면 금속-산화물 반도체는 금속의 s-오비탈과 산소의 p-오비탈로 구성이 되어있다. 구형 형태의 금속의 s-오비탈에 의해 산화물 반도체는 비정질임에도 캐리어 이동성 감소가 크지 않다.
 
따라서 대면적상에서도 금속-산화물 반도체 물질은 균일한 특성을 지니면서도 높은 이동성 특성을 가진다. 또한 금속-산화물 반도체 물질은 소재를 제외하면 기존에 사용되던 비정질 실리콘과의 소자 구조 및 제조공정이 유사하기 때문에 기존 설비를 활용할 수 있어, 제작 투자 비용 측면에서도 큰 이점을 가지고 있다.

금속-산화물 반도체 물질은 3.0 eV 이상의 밴드갭을 가지고 있다. 실리콘의 경우 1.1 eV의 밴드갭과 비교하면 굉장히 넓은 밴드갭을 가지고 있다. 이러한 넓은 밴드갭 특성으로 인해 금속-산화물 반도체 물질은 투명 반도체 소자에도 응용되고 있다. 또한 밴드갭이 클수록 터널링 현상 발생 확률이 감소하기 때문에 금속-산화물 반도체의 경우 낮은 누설전류 특성을 가진다. 그림 2는 비정질 실리콘, LTPS 그리고 금속-산화물 반도체의 전류-전달 곡선을 나타낸다. 대표적인 금속-산화물 반도체 물질인 In-Ga-Zn-O 물질은 가장 낮은 누설전류 값을 가지며, 10⁹ 이상의 높은 온-오프 전류비를 가진다.
 
3. 금속-산화물 반도체 박막 트랜지스터 기술 동향

3-1. N형 산화물 박막 트랜지스터 기술

양상에 사용되고 있는 금속-산화물 반도체 물질의 이동도는 10 cm²/Vs 정도이다. 비정질 실리콘에 비하면 10배 이상의 수치이지만 LTPS의 이동도가 100~200 cm²/Vs인 것을 감안하면 아직은 낮은 이동도 특성이다. 이에 따라 금속-산화물기반의 박막 트랜지스터의 이동도 특성을 향상시키기 위한 연구는 최근까지도 활발히 진행 중이다. 또한 금속-산화물 반도체 물질이 더 다양한 고성능 애플리케이션에 사용되기 위해서는 빛, 열 그리고 대기에 존재하는 수분과 수소 등 다양한 외부 스트레스 하에서의 안정성 및 신뢰성 특성 역시 확보가 되어야한다.

이 글에서는 다양한 n형 금속-산화물 반도체 특성을 향상시키기 위한 기술 동향을 물질, 구조, 그리고 후처리 기반에 따라 논의하고자 한다.

3-1-1. 물질 기반
 
식 1. 금속-산화물 반도체에서 높은 이동도 특성을 위한 금속원소 조건 [3]

금속-산화물 반도체 물질을 구성하는 금속원소들은 식 1을 만족한다. 이 식을 만족하는 원소 중 In은 대표적인 금속-산화물 In-Ga-Zn-O을 구성하고 있는 원소 중에 하나이면서, 금속-산화물 반도체에 핵심 원소이다. In3+는 큰 이온 반지름을 가지기 때문에 금속-산화물 반도체 물질에서 높은 이동성을 달성하는데 중요한 역할을 한다. 따라서 대부분의 금속-산화물 반도체 물질은 In 기반으로 구성되어 있는 경우가 많다. K. Tsukagoshi 교수 연구팀[4]에서는 그림 3과 같이 In-Ox에 TiO₂, WO₃, 그리고 SiO₂를 도핑하여 각각 32, 30, 그리고 17 cm²/Vs의 이동도를 가지는 연구결과를 보고하였다.
 
각각 도핑된 원소는 산소와의 결합 에너지에 따라 다른 특성의 차이를 보인다. X. Zhang 교수 연구팀[5]에서는 In-Zn-Sn-O에 추가적으로 W를 도핑하여 41.0 cm²/Vs의 높은 이동도 특성을 보고하였다. 적절한 양의 W 원소 역시 금속-산화물 반도체의 전기적 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

이상렬 교수 연구팀과 T. Matsuda 교수 연구팀에서는 In이 없는 금속-산화물 반도체 물질에 대해서 보고하였다.[6], [7] In은 지구에 존재하는 희토류 원소로서 높은 제조 비용과 독성 등의 문제로 최근 In이 포함되지 않는 금속-산화물 물질에 대한 연구가 보고되고 있다. 이상렬 교수 연구팀에서는[6] 그림 4-(b) 와 같이 Zn-Sn-O와 Si을 도핑한 Si-Zn-Sn-O 물질을 보고하였다. T. Matsuda 교수 연구팀에서는 Ga-Sn-O에 대해서 전기적 특성과 다양한 스트레스 조건에서의 안정성 특성에 대해서 보고하였다.[7]
 
두 연구 그룹은 모두 In을 대체할 원소로 Sn을 사용하였다. Sn4+이온은 그림 4-(e)와 같이 In3+과 유사한 전자 구조를 가지고 있다. 또한 In3+과 마찬가지로 5s-오비탈을 구조이기 때문에 금속-산화물 반도체 물질에서 높은 전자 이동도 특성을 나타낼 수 있다.

3-1-2. 구조 기반

앞서 언급한 바와 같이 산소공공으로 인해 증가한 자유전자에 인해 박막 트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있다. 하지만 산소공공은 밴드갭 내부에서 결합으로 동작하기 때문에 안정성 측면에서는 큰 문제를 야기시킨다. 따라서 금속-산화물 물질을 디자인할 때 산소공공의 조절이 어렵기 때문에 구조적으로 금속-산화물 반도체 박막 트랜지스터를 향상시키는 연구가 활발히 진행되고 있다.

그림 5는 소스/드레인 전극 사이에 얇은 금속 박막을 삽입한 구조이다.[8] 삽입된 금속의 종류 따라 일함수 차이에 인해 전기적 특성의 향상 혹은 감소되는 특성을 보인다. 이때 향상된 이동도는 일반적인 구조의 박막 트랜지스터와 비교하였을 때 2배 이상 증가함을 보인다. 이는 크게 캐리어 주입과 금속의 낮은 저항에 인해 변화된 전류 흐름 경로 변화가 이유이다.



서로 다른 금속-산화물 반도체를 적층한 구조도 많은 보고가 되었다. 전기전도성이 높은 박막을 게이트 절연막과 채널 박막 사이에 삽입한 구조이다. 표면이 노출되는 금속-산화물은 안정성이 높은 물질을 사용하여, 전기적 특성과 안정성 특성을 동시에 향상이 가능하다고 보고되었다.

또한 삽입된 높은 전기전도성을 가지는 박막의 두께와 적층 수에 따라 전기적 특성이 체계적으로 향상되었다. 박진성 교수 연구팀[9]에서는 Zn-O에 N을 도핑하여 감소된 밴드갭을 가지는 Zn-O-N 박막과 In-Ga-Zn-을 서로 다른 순서로 적층 한 박막 트랜지스터에 대해서 연구하였다. 감소된 밴드갭에 인해 높은 이동도 특성을 나타내는 Zn-O-N이 가장 하부에 있을 때 특성이 크게 향상됨을 확인하였다.(그림 6-(a) ~ (c))

이상렬 교수 연구팀[10]에서는 높은 In의 비율에 인해 높은 전도성을 가지는 Si-In-Zn-O 물질과 외부 스트레스에서 안정적인 특성을 가지는 Si-Zn-Sn-O를 최대 4층 적층하여 160 cm²/Vs 이상의 높은 이동도를 가지는 금속-산화물 반도체 박막 트랜지스터를 보고하였다. (그림 6-(d) ~ (f)) Q. Li 교수 연구팀[11]에서도 투명 전극물질로서 알려진 In-Sn-O와 금속-산화물 반도체 물질인 Zn-O를 적층 하였으며, In-Sn-O의 두께에 따라 체계적으로 분석하였다. 증가된 In-Sn-O의 두께에 의해 문턱전압은 음의 영역으로 이동하고, 이동도 역시 점차 증가하는 경향을 보인다.(그림 6-(g) ~ (i))



최근 금속-산화물 기반의 박막 트랜지스터의 구동 전압을 줄이기 위한 접근으로 박막 트랜지스터의 구조를 평면적인 아닌 수직적으로 제작하는 접근 방식이 제안되고 있다. 수직적인 채널 구조를 갖는 박막 트랜지스터의 채널 길이는 채널 박막의 두께로 정의되기 때문에 기존 평면 트랜지스터에 비해 적은 구동 전압에 의해서도 동작이 가능하다. 보고된 금속-산화물 반도체 채널의 길이는 모두 0.5 μm 이하로 굉장히 작은 채널길이를 가지며 낮은 구동 전압에서도 우수한 특성을 나타냄을 보여준다.

윤성민 교수 연구팀[12]에서는 소스/드레인 전극을 형성하면서, 스패이서 층을 쌓아 올린 후 trench 구멍을 제작하여 채널 물질을 형성하였다. 또한 공정 최적화를 통해 24.1 cm²/Vs의 높은 이동도 특성도 도출하였다. 배병성 교수 연구팀[13]은 별도의 스패이서 층 없이 게이트 전극의 두께를 이용하여 수직 구조의 박막 트랜지스터를 보고하였다. 제작된 수직 구조의 박막 트랜지스터는 낮은 전압에서도 우수한 트랜지스터 특성을 나타내며, 인버터 회로 역시 잘 동작됨을 확인하였다. 박상희 교수 연구팀[14]은 스패이서 층의 건식-식각 방식을 사용하여 우수한 개면 특성에 인해 향상된 subthreshold swing(S.S)에 대해 보고하였다.



3-1-3. 후처리 기반

금속-산화물 반도체 물질을 활성화시키기 위해 열처리 공정을 거치게 된다. 이러한 열처리 온도와 시간에 따라 금속-산화물 반도체 기반의 박막 트랜지스터의 특성에 대해 분석한 연구가 다수 존재한다. 최근에는 단순 열처리뿐 아니라 다양한 가스를 활용한 플라즈마와 오존 등을 활용하여 금속-산화물 반도의 후처리를 하는 공정이 존재한다.

금속-산화물 반도체 물질의 대표적인 증착 방법은 플라즈마를 이용한 스퍼터링 방식이다. 이때 형성되는 플라즈마는 비활성 기체인 Ar을 주로 활용한다. 최근 O₂나 H₂를 사용하여 플라즈마를 형성시켜 금속-산화물 반도체 후처리 공정에 대해 많은 연구가 진행 중이다. 플라즈마를 이용한 후처리 공정은 금속-산화물 반도체 내부에서 결함으로 작용하는 산소공공의 농도를 감소시키면서도 전기적, 안정성 특성 향상이 가능하다고 보고되었다.

장진 교수 연구팀[15]에서는 Ar/O₂를 사용하여 La-Zn-O 물질에 플라즈마 후처리에 대한 연구 결과를 보고하였다. Ar/O₂ 플라즈마 처리를 여러 횟수를 진행하였으며, 일정 횟수에서 2배 이상의 전기적 특성 향상을 보고하였다. O. K. Prasad 교수 연구팀[16]은 Ar/H₂ 가스를 사용하여 금속-산화물 반도체 후처리를 진행하였다. Ar/H₂ 가스에서 H₂ 가스 분압을 변수로 하여 특성 변화를 관찰하였다. 일정 H₂ 가스 분압에서 진행된 플라즈마 후처리 트랜지스터의 특성은 기존 소자 대비 10배 이상 향상되었다.

두 연구 모두 산소공공의 농도의 감소에 의해 전체적인 박막의 캐리어 농도를 감소하였다. 하지만 플라즈마 후처리에 의해 표면 거칠기가 향상되었으며, 페르미 레벨이 전도대와 가까워지게 된다. 즉, 감소된 결함 농도와 향상된 표면 거칠기, 페르미 레벨의 상승에 의해 플라즈마 후처리를 통해 금속-산화물 반도체의 특성 향상이 가능하다.



박성준 교수 연구팀에서는[17] 기존 열처리 공정 없이 자외선/오존 후처리 공정을 이용하여 금속-산화물 반도체 특성 향에 대하여 보고하였다. 자외선/오존 후처리 공정 역시 산소공공의 감소를 일으키고, 접촉저항의 변화는 발생하지 않았다. 오히려 금속과 산화물 결합 형성을 촉진시켜 박막 트랜지스터의 특성의 향상을 이끌어냈다. 또한 자외선/오존 후처리 이후 박막 트랜지스터의 문턱전압 변화가 크게 발생하였으며, 이를 활용하여 인버터 회로까지 제작하여 9.65 V 정도의 전압 이득을 얻었다.

3-2. P형 산화물 박막 트랜지스터 기술

앞서 언급했듯이 금속-산화물 반도체 물질의 캐리어 생성 메커니즘은 산소공공과 관련이 있다. 그림 10과 같이 금속과 결합에너지가 약한 부분에서 산소공공 현상이 발생하게 되고, 자유 전자 2개가 형성된다.


이러한 이유에 있어서 금속-산화물 반도체 재료에 있어서 p형의 캐리어(정공) 생성에 어려움이 있다. 또한 전도대 영역의 경우 금속 양이온의 s-오비탈 특성을 갖고, 가전자대 영역은 산소 음이온의 p-오비탈 특성을 가짐으로써 우수한 p형 동작을 기대하기는 어렵다.[18] 그렇기 때문에 p형 산화물 반도체는 동일 그룹인 H. Hosono 교수 연구팀에서 1997년에 먼저 발표가 되었음에도[19] 그 성능이 크게 주목받지 못했다. 그러나 최근 이론적 계산을 활용한 신소재 설계를 통해 가전자대의 국소화를 개선한 새로운 p형 산화물 반도체 물질군인 SnOx에 대한 연구가 활발히 보고되고 있다.(그림 11-(a))

최근 SnO 물질에 여러 원소들의 도핑을 통해 p형 금속-산화물 기반의 박막 트랜지스터 특성 향에 대한 접근이 보고되었다. 정재경 교수 연구팀에서는[21] La을 도핑하여 SnO 박막의 특성에 미치는 영향에 대해 보고하였다. La 양이온은 p형 SnO 제작에 큰 어려움이었던 SnO₂ 형성을 억제하는 역할을 한다. 1.9 % 도핑 된 La 소자는 0.12 cm2/Vs 및 7.3 x 103 A의 이동도와 온-오프 전류비 값을 가진다.(그림 11-(b)~(e)) C. Jiang 교수 연구팀에서는[22] SnO 박막과 추가적인 Al₂O₃ 패시베이션 층을 증착 한 후 플라즈마 후처리 공정에 따른 특성 변화에 대해서 보고하였다.

Al2O₃ 층과 같은 패시베이션 층은 박막 트랜지스터 구조에서 주변 흡착을 약화시키고, 채널 표면의 트랩 밀도를 감소시켜 소자의 성능을 향상시키는 방법으로 알려져 있다. 하지만 C. Jiang 교수 연구에서는 단순 패시베이션 층에 인한 성능 향상이 아닌 추가적인 플라즈마 후 처리 공정에 인해 Sn 공공자리에 Al으로 치환되어 도핑됨을 확인하였다. 180초의 플라즈마 후처리를 통해 11.56 cm²/Vs 및 2.98 x 104 A의 우수한 P형 금속-산화물 반도체에 대해서 보고하였다.



4. 금속-산화물 반도체 응용 연구 기술

금속-산화물 반도체 물질의 대표적인 활용 분야로는 디스플레이 분야가 있다. 2005년 ETRI에서 Zn-O 박막 트랜지스터로 구동하는 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED) 시연에 성공한 이후로 삼성, 엘지 등 여러 기업에서 금속-산화물 반도체 물질을 기반의 박막 트랜지스터를 디스플레이 구동에 활용하였다.



이렇듯 금속-산화물 반도체 물질은 고해상도, 대면적 디스플레이뿐 아니라 투명 및 유연디스플레이 기술에 적용하고 있다. 최근 금속-산화물 반도체 물질이 디스플레이 이외에도 다양한 분야에서 적용되고 있다.

4-1. 의료용 엑스레이 영상처리

2020년 코로나19 확산 이후 병원에서는 환자들의 상태 진단 및 병의 진행 여부를 파악하기 위해 엑스레이를 활용한 진료의 수가 증가하였다. 엑스레이 촬영 결과를 디지털 파일로 변환하여 컴퓨터로 전송해주는 디지털 엑스레이 검출기는 핵심 부품 중 하나이다. 2021년 엘지 디스플레이에서 금속-산화물 반도체 기반의 박막 트랜지스터를 활용하여 세계 최초로 대면적 크기의 디지털 엑스레이 검출기를 개발했다고 밝혔다.

대표전인 금속-산화물 반도체 물질인 In-Ga-Zn-O를 사용하여 기존 제품 대비 100배 빠른 이동도와 10배 낮은 노이즈 특징에 인해 고화질 이미지와 고속 동영상 구현이 가능하다. 이를 통해 단순 진단뿐만 아니라 수술용으로도 활용이 가능하다는 평가를 받는다고 엘지 디스플레이 측이 발표하였다.(그림 13)



4-2. 인공지능 반도체

소셜 네트워크 산업이 발전하면서 비정형 데이터(사진, 음성 등)의 처리량이 기하급수적으로 증가하고 있다. 방대한 양의 데이터를 처리하기 위해서 기존 처리방식인 폰 노이만 구조의 처리 방식은 데이터 병목 현상 과도한 전력소모 등에 인해 한계에 다다르고 있다. 이에 따라 인간의 신경을 모방인 인공 시냅스 반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

박진홍 교수 연구팀에서는[24] 유연한 금속-산화물 반도체 물질과 이온 젤 하이브리드 구조를 기반으로 유연한 시냅스 반도체에 대해 보고하였다. 반경 5 mm에서 반복적인 유연성 특성 결과 우수한 기계적 유연성과 내구성 특성을 보고하였다. 이러한 결과를 통해 금속-산화물 반도체 물질의 미래 웨어러블 뉴로모픽 시스템을 위한 유연 인공 시냅스 연구의 활용 가능성을 기대할 수 있다.



4-3. 다진법 반도체

기존 반도체는 2진 논리 회로로 시스템 방식을 사용하였다. 하지만 최근 소자 집적화에 따른 전력소모와 발열 등 문제로 집적화 한계에 다다르고 있다. 다진 논리라고 하는 다진법 반도체로 대체한다면, 배선 길이와 밀도 문제를 해결할 수 있다. 또한 전력 소비와 소자 지연 현상을 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 2진 논리에서 3진, 4진 등의 다진 논리로 전환하면 시스템의 복잡성은 63.1, 50 %로 감소되는 것으로 추정된다.[25] 기존 다진법 반도체는 깨진 밴드갭 정렬(broken bandgap)을 통해 발생하는 터널링 형상에 인해 부성-미분 저항 혹은 부성-미분 전달 컨덕턴스 특성을 활용한다. 다진법 논리회로는 2차원 전이금속 디칼코겐 화합물을 활용한 보고가 많다. 최근 금속-산화물 반도체 물질을 활용하여 다진법 논리회로에 대한 연구가 보고되고 있다.

강주훈 교수 연구팀에서는[26] 자외선과 추가적인 Ga 도핑을 이용하여 산소공공의 농도를 변화시켜 투명한 다진 상태를 가지는 투명 다진법 반도체를 보고하였다. 산소공공 변화에 의해 증가 혹은 감소하는 캐리어 농도에 인해 변화하는 밴드갭 정렬을 시켰다. 정렬된 밴드갭을 통해 전자의 터널링 현상이 발생하게 되며, 이러한 현상에 인해 다진법 반도체로 동작이 가능하게 된다. 금속-산화물 반도체의 투명성을 활용하여 투명 다진법 반도체의 가능성을 확인하였다.



5. 결론

지금까지 이 글에서는 2000년대 보고된 이후 급속도로 성장한 금속-산화물 반도체에 대해서 기술의 발전 및 이를 활용한 응용 분야에 대해서 소개해보았다.

현재 금속-산화물 반도체와 기존에 상용화된 LTPS를 하나의 기판에 올린 저온 다결정 산화물(LTPO) 기술은 고화질의 모바일 영상의 수요가 급증하고 있는 현시점에서 디스플레이 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 금속-산화물 반도체 물질 기반의 박막 트랜지스터 특성이 LTPS 기반의 박막 트랜지스터만큼 향상된다면, 디스플레이 시장에서 전면 금속-산화물 반도체 기반의 박막 트랜지스터만을 활용한 발표를 기대해 본다.

6. 참고문헌

[1] Nomura, K., Ohta, H., Takagi, A., Kamiya, T., Hirano, M., & Hosono, H. (2004). Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxide semiconductors. nature, 432(7016), 488-492.
[2] Android Authority, (2014) Display technology explained: A-Si, LTPS, amorphous IGZO, and beyond, https://www.androidauthority.com/amorphous-igzo-and-beyond-399778/
[3] Hosono, H. (2006). Ionic amorphous oxide semiconductors: Material design, carrier transport, and device application. Journal of non-crystalline solids, 352(9-20), 851-858.
[4] Aikawa, S., Nabatame, T., & Tsukagoshi, K. (2013). Effects of dopants in InOx-based amorphous oxide semiconductors for thin-film transistor applications. Applied Physics Letters, 103(17), 172105.
[5] Su, J., Yang, H., Yang, W., & Zhang, X. (2022). Electrical characteristics of tungsten doped InZnSnO thin film transistors by RF magnetron sputtering. Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena, 40(3), 032201.
[6] Kang, I., Park, C. H., Chong, E., & Lee, S. Y. (2012). Role of Si as carrier suppressor in amorphous Zn?Sn?O. Current Applied Physics, 12, S12-S16.
[7] Matsuda, T., Umeda, K., Kato, Y., Nishimoto, D., Furuta, M., & Kimura, M. (2017). Rare-metal-free high-performance Ga-Sn-O thin film transistor. Scientific Reports, 7(1), 1-7.
[8] Lee, B. H., Sohn, A., Kim, S., & Lee, S. Y. (2019). Mechanism of carrier controllability with metal capping layer on amorphous oxide SiZnSnO semiconductor. Scientific reports, 9(1), 1-7.
[9] Kim, Y. S., Lee, H. M., Lim, J. H., & Park, J. S. (2020). Impact of tandem IGZO/ZnON TFT with energy-band aligned structure. Applied Physics Letters, 117(14), 143505.
[10] Lee, J. Y., & Lee, S. Y. (2021). Mechanism of Extraordinary High Mobility in Multilayered Amorphous Oxide Thin Film Transistor. IEEE Transactions on Electron Devices, 68(11), 5618-5622.
[11] Li, Q., Dong, J., Han, D., Wang, J., Xu, D., Zhang, X., & Wang, Y. (2022). Back-End-of-Line Compatible InSnO/ZnO Heterojunction Thin-Film Transistors With High Mobility and Excellent Stability. IEEE Electron Device Letters, 43(8), 1251-1254.
[12] Ahn, H. M., Moon, S. H., Kwon, Y. H., Seong, N. J., Choi, K. J., Hwang, C. S., ... & Yoon, S. M. (2022). Geometrical and Structural Design Schemes for Trench-Shaped Vertical Channel Transistors Using Atomic-Layer Deposited In-Ga-Zn-O. IEEE Electron Device Letters, 43(11), 1909-1912.
[13] Baek, Y. J., Kang, I. H., Hwang, S. H., Han, Y. L., Kang, M. S., Kang, S. J., ... & Bae, B. S. (2022). Vertical oxide thin-film transistor with interfacial oxidation. Scientific Reports, 12(1), 1-8.
[14] Lee, K. H., Lee, S. H., Cho, S. J., Hwang, C. S., & Park, S. H. K. (2022). Improving the electrical performance of vertical thin-film transistor by engineering its back-channel interface. Microelectronic Engineering, 253, 111676.
[15] Bukke, R. N., Mude, N. N., Islam, M. M., & Jang, J. (2021). Improvement of metal-oxide films by post atmospheric Ar/O2 plasma treatment for thin film transistors with high mobility and excellent stability. Applied Surface Science, 568, 150947.
[16] Prasad, O. K., Mohanty, S. K., Wu, C. H., Yu, T. Y., & Chang, K. M. (2021). Role of in-situ hydrogen plasma treatment on gate bias stability and performance of a-IGZO thin-film transistors. Nanotechnology, 32(39), 395203.
[17] Kim, W., Lee, W. J., Kwak, T., Baek, S., Lee, S. H., & Park, S. (2022). Influence of UV/Ozone Treatment on Threshold Voltage Modulation in Sol?Gel IGZO Thin?Film Transistors. Advanced Materials Interfaces, 9(10), 2200032.
[18] Fortunato, E., Barquinha, P., & Martins, R. (2012). Oxide semiconductor thin?film transistors: a review of recent advances. Advanced materials, 24(22), 2945-2986
[19] Kawazoe, H., Yasukawa, M., Hyodo, H., Kurita, M., Yanagi, H., & Hosono, H. (1997). P-type electrical conduction in transparent thin films of CuAlO2. Nature, 389(6654), 939-942.
[20] Fortunato, E., Barros, R., Barquinha, P., Figueiredo, V., Park, S. H. K., Hwang, C. S., & Martins, R. (2010). Transparent p-type SnO x thin film transistors produced by reactive rf magnetron sputtering followed by low temperature annealing. Applied Physics Letters, 97(5), 052105.
[21] Yim, S., Kim, T., Yoo, B., Xu, H., Youn, Y., Han, S., & Jeong, J. K. (2019). Lanthanum doping enabling high drain current modulation in a p-Type tin monoxide thin-film transistor. ACS applied materials & interfaces, 11(50), 47025-47036.
[22] Zhang, W., Hong, R., Qin, W., Lv, Y., Ma, J., Liao, L. & Jiang, C. (2022). Enhanced performance of p-type SnOx thin film transistors through defect compensation. Journal of Physics: Condensed Matter, 34(40), 404003.
[23] LG Display Latest News (2021), LG디스플레이, 고부가가치 ‘의료용 엑스레이 영상’ 신시장 진출, https://www.lgdisplay.com/kor/company/media-center/latest-news?contentId=3608.
[24] Oh, S., Cho, J. I., Lee, B. H., Seo, S., Lee, J. H., Choo, H., ... & Park, J. H. (2021). Flexible artificial Si-In-Zn-O/ion gel synapse and its application to sensory-neuromorphic system for sign language translation. Science advances, 7(44), eabg9450.
[25] Hurst, S. L. (1984). Multiple-valued logic? Its status and its future. IEEE transactions on Computers, 33(12), 1160-1179.
[26] Kim, J., Lee, J. H., Jung, M., Kim, J. H., Park, J. M., Kim, H. K., & Kang, J. (2022). Transparent, Multivalued Transistors Enabled By Area?Selective Optical Doping on Ga?Doped IZTO Thin Films. Advanced Electronic Materials, 2200771.