Negative-bias illumination stress (NBIS) of amorphous InGaZnO (IGZO) transistors can cause a large negative shift (>7.1V) in threshold voltage, something frequently attributed to the trapping of photoinduced hole carriers. This work demonstrates that the deterioration of threshold voltage by NBIS can be strongly suppressed by high-pressure annealing under 10 atm O2 ambient. This improvement occurred through a reduction in oxygen vacancy defects in the IGZO film, indicating that a photoinduced transition from VO to VO2+ was responsible for the NBIS-induced instability.

1.
K.
Nomura
,
H.
Ohta
,
A.
Takagi
,
T.
Kamiya
, and
H.
Hosono
,
Nature (London)
432
,
488
(
2004
).
2.
M. K.
Ryu
,
S.
Yang
,
S. -H. K.
Park
,
C. -S.
Hwang
, and
J. K.
Jeong
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
173508
(
2009
).
3.
J. K.
Jeong
,
J. H.
Jeong
,
H. W.
Yang
,
T. K.
Ahn
,
M.
Kim
,
K. S.
Kim
,
B. S.
Gu
,
H. -J.
Chung
,
J. -S.
Park
,
Y. -G.
Mo
,
H. D.
Kim
, and
H. K.
Chung
,
J. Soc. Inf. Disp.
17
,
95
(
2009
).
4.
J. -H.
Shin
,
J. -S.
Lee
,
C. -S.
Hwang
,
S. -H. K.
Park
,
W. -S.
Cheong
,
M.
Ryu
,
C. -W.
Byun
,
J. -I.
Lee
, and
H. Y.
Chu
,
ETRI J.
31
,
62
(
2009
).
5.
K. -H.
Lee
,
J. S.
Jung
,
K. S.
Son
,
J. S.
Park
,
T. S.
Kim
,
R.
Choi
,
J. K.
Jeong
,
J. -Y.
Kwon
,
B.
Koo
, and
S.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
232106
(
2009
).
6.
J. -Y.
Kwon
,
J. S.
Jung
,
K. S.
Son
,
K. -H.
Lee
,
J. S.
Park
,
T. S.
Kim
,
J. -S.
Park
,
R.
Choi
,
J. K.
Jeong
,
B.
Koo
, and
S. Y.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
183503
(
2010
).
7.
K. H.
Ji
,
J. -I.
Kim
,
Y. -G.
Mo
,
J. H.
Jeong
,
S.
Yang
,
C. -S.
Hwang
,
S. -H. K.
Park
,
M. -K.
Ryu
,
S. -Y.
Lee
, and
J. K.
Jeong
,
IEEE Electron Device Lett.
31
,
1404
(
2010
).
8.
H.
Oh
,
S. -M.
Yoon
,
M. K.
Ryu
,
C. -S.
Hwang
,
S.
Yang
, and
S. -H. K.
Park
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
183502
(
2010
).
9.
M. D. H.
Chowdhury
,
P.
Migliorato
, and
J.
Jang
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
173506
(
2010
).
10.
S.
Yang
,
D. -H.
Cho
,
M. K.
Ryu
,
S. -H. K.
Park
,
C. -S.
Hwang
,
J.
Jang
, and
J. K.
Jeong
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
213511
(
2010
).
11.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.3564882 for the fabrication procedure and parameters determination.
12.
D. -Y.
Cho
,
J. H.
Kim
,
U. K.
Kim
,
Y. J.
Chung
,
J.
Song
,
C. S.
Hwang
,
J. -M.
Lee
, and
S. -J.
Oh
,
J. Phys. Chem. C
114
,
11962
(
2010
).
13.
B.
Ryu
,
H. -K.
Noh
,
E. -A.
Choi
, and
K. J.
Chang
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
022108
(
2010
).
14.
J. -S.
Park
,
J. K.
Jeong
,
Y. -G.
Mo
,
H. D.
Kim
, and
C. -J.
Kim
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
033513
(
2008
).
15.
A.
Janotti
and
C. G.
Van de Walle
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
122102
(
2005
).
16.
S.
Lany
and
Alex
Zunger
,
Phys. Rev. B
72
,
035215
(
2005
).
17.
A.
Janotti
and
C. G.
Van de Walle
,
Phys. Rev. B
76
,
165202
(
2007
).
18.
T.
Ishida
,
H.
Kobayashi
, and
Y.
Nakako
,
J. Appl. Phys.
73
,
4344
(
1993
).
19.
K. W.
Lee
,
K. M.
Kim
,
K. Y.
Heo
,
S. K.
Park
,
S. K.
Lee
, and
H. J.
Kim
,
Curr. Appl. Phys.
11
,
280
(
2010
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.