고해상도 유기 발광 다이오드 디스플레이의 동작을 위해서 기존에 SiOx 게이트 절연막을 이용한 IGZO TFT 의 특성 개선이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 ALD 공정을 통해 이중층 구조의 HfO₂ 를 TFT 소자에 적용함으로써 IGZO 의 전기적 특성을 향상하고자 하였다. 특히, H₂O 와 O₃ 반응 가스를 이용한 이중층 구조의 HfO₂ 두께를 변경하여 게이트 절연막에서 IGZO 로 확산하는 수소의 양을 조절하였다. 이를 통해, 기존 O₃ 반응 가스만 사용하여 증착한 HfO₂ 게이트 절연막 IGZO TFT 대비 서로 다른 H₂O, O₃ 반응 가스를 이용한 이중층 구조의 게이트 절연막 IGZO TFT 에서 높은 이동도와 개선된 S.S 값을 가졌다. 또한, 이중층 구조 게이트 절연막은 stress 에 견딜 수 있는 endurance 는 향상시키고 short channel effect 현상을 억제하는 효과를 나타냈다.