IGZO

IGZO(In-Ga-Zn-O)

  투명 산화물 반도체를 이용한 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)는 초기에 결정성을 가진 Zinc-Oxide(ZnO)에 관한 연구를 시작으로 최근에는 기존의 Si 기반의 TFT보다 전자 이동도가 높고 낮은 온도에서 공정이 가능하다는 장점을 가진 비정질 Indium-Gallium-Zinc-Oxide(In-Ga-Zn-O: IGZO)에 대한 연구가 진행중입니다.

  Oxide-TFT는 2년 전 대학원에 진학하여 처음 접했던 분야였습니다. 주 연구주제는 아니었지만 실험과 분석을 함께 하면서 같이 연구했었는데 당시 주변에서는 안정성이 떨어지고 indium의 높은 가격으로 인해 IGZO에 관한 연구가 시들해지고 있다는 얘기를 했었습니다. 그런데 최근에 일본의 Sharp사에서 세계 최초로 실용화하고 스마트폰용 디스플레이와 모니터를 출시를 발표하면서 이슈가 되는 것 같아 흥미롭습니다. - 일본에서는 '이구조', '이그조' 이렇게 읽는다네요.-

  고해상도, 저전력의 장점으로 인텔에서 울트라북에 사용하기 위해 관심을 가진다고는 하지만,  수요가 폭발적인 모바일 시장에 적용되어야 활성화 될텐데 삼성, LG는 현재 자사 제품에 AMOLED나 IPS LCD를 적용하고 있고, 애플 역시 아직은 샤프 제품을 선택하지 않아서 얼마만큼 시장에 영향을 줄지는 미지수인 것 같습니다.

내년 2월 출시 예정인 일본 샤프의 32인치 IGZO 디스플레이 (출처 교토통신)

그리고 아래는 IGZO에 관해서 찾아본 내용입니다.

IGZO는 인듐과 갈륨, 아연, 산소를 1:1:1:3으로 혼합한 물질로 비정질 산화물 반도체.
2003년 도쿄공대 호소노 교수가 IGZO라는 물질을 사이언스 등에 소개.

□ IGZO 란?
IGZO 은 Indium 과 Gallium, Zinc, Oxide 의 화합물로, 산화물 active layer를 가지는 TFT 에 주로 사용되는, 투명 산화물 반도체의 일종이다. 투명 산화물 반도체는 특성상 큰 밴드갭을 지니면서 캐리어이동도가 좋기 때문에, 가시광선 영역에서도 투명한 특성을 가지고 있다.

□ IGZO 의 특성
IGZO 는 Zinc-Oxide 화합물에 Indium 과 Gallium을 doping 한 형태의 화합물로, hexagonal 결정구조의 일종인 wurtzite 결정구조를 가지고 있다.

ZnO 화합물은 의료기기나 화학조미료 등 많은 분야에서 활용되지만, 반도체분야에서 역시 중요한 역할을 하고 있다. 3.37eV 의 밴드갭을 가지고 있으며, LED(Light Emitting Diode)에서 가장 많이 사용하고 있는데, 불순물 첨가에 따라 TCO 로 쓰일 수 있고 현재 많은 첨가물을 연구중에 있다. doping 에는 n-type doping 과 p-type doping 이 있는데, n-type doping 에는 알루미늄이나 인듐, 그리고 더 많은 아연 등이 첨가될 수 있으며, 현재 thin film technology 에 이용되고 있다. 한편 p-type doping 은 그 기술상 어려움 때문에 현재 많은 연구자들에 의해 그 활용방안이 연구되고 있으며, As(아세닌)이 가장 유력한 dopant 로 연구되고 있다. ZnO 에 n-type doping을 하는 경우 dopant 로 인듐을 주로 첨가, IZO 라는 화합물을 투명 산화물 반도체로 이용하려는 시도가 많았으나, 투명전극 ITO 에서의 이유과 마찬가지로, 인듐의 가격이 높기 때문에 인듐과 비슷한 갈륨을 첨가, 투명전극으로써의 이용을 하려는 시도가 많아지고 있는 중이다.