The mechanism of formation of metal-oxide-metal (M-O-M) bonds in solution-processed metal oxide semiconductors can vary depending on the types of precursors used. To date, metal-alkoxides or metal-chloride precursors have mainly been studied; therefore, efforts to improve the device characteristics of oxide thin-film transistors (TFTs) have been limited to these types of precursors. On the other hand, systematic studies to optimize the experimental conditions (e.g. thickness and annealing atmosphere) of oxide TFTs made by using new types of precursors have rarely been reported. In this study, we successfully demonstrate high-performance solution-processed Zn-Sn-O TFTs by using a metal-carboxylate precursor, tin(ii) 2-ethylhexanoate, and optimizing the oxide thickness and thermal annealing conditions. To determine the optimum thickness of Zn-Sn-O, we prepared 3 types of active layers with different thickness combinations of ZnO and SnO2. In addition, we found that oxygen gas in the annealing process maximizes the formation of M-O-M bonds and decreases the number of trap sites in the thickness-optimized active layer, leading to dramatically enhanced device performances. As a result, the optimized Zn-Sn-O TFTs based on tin(ii) 2-ethylhexanoate exhibit excellent mobility exceeding 22 cm2 V-1 s-1, which is an order of magnitude higher than that of the previously reported Zn-Sn-O TFTs based on the same precursor and very comparable to the mobility levels obtained from conventional solution-processed metal-oxide TFTs. We believe that our approach will enrich the current family of tin precursors and provide another option for resource-friendly, low-cost, and high performance Zn-Sn-O semiconductors.
KSP 제안 키워드
Active Layer, Annealing atmosphere, Annealing conditions, Device characteristics, Different thicknesses, First Stokes(S1), High performance, Low-cost, Mechanism of formation, Metal-oxide(MOX), Optimum thickness
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<출처표시방법 안내> 작성자, 저작물명, 출처, 권호, 출판년도, 이용조건 [예시1] 김진미 외, "매니코어 기반 고성능 컴퓨팅을 지원하는 경량커널 동향", 전자통신동향분석, 32권 4호, 2017, 공공누리 제4유형 [예시2] 심진보 외, "제4차 산업 혁명과 ICT - 제4차 산업 혁명 선도를 위한 IDX 추진 전략", ETRI Insight, 2017, 공공누리 제 4유형
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