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용액 공정 고분자 게이트 절연체를 이용한 Top-Gate 펜타센 박막 트랜지스터에 관한 연구
Study on the Top-Gate Pentacene Thin Film ransistors Using Solution Processing Polymeric Gate Insulator 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.25 no.3 = no.72, 2008년, pp.388 - 394  

형건우 (홍익대학교 신소재공학과) ,  김준호 (홍익대학교 전기전자공학과) ,  서지훈 (홍익대학교 정보디스플레이공학과) ,  구자룡 (홍익대학교 전기 정보 제어공학과) ,  서지현 (홍익대학교 정보디스플레이공학과) ,  박재훈 (한양대학교 디스플레이 연구소) ,  정용우 (인하대학교 기기 분석실) ,  김유현 (호서대학교 디스플레이학과) ,  김우영 (호서대학교 디스플레이학과) ,  김영관 (홍익대학교 전기전자공학과)

초록
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본 논문에서는 용액 공정을 이용한 고분자 절연층을 갖는 top-gate 구조의 펜타센 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)의 특성을 연구하였다. Top-gate 구조의 펜타센 TFT 제작에 앞서 유기 반도체인 펜타센의 결정성 성장을 돕기 위해서 가교된 PVP (cross-linked poly(4-vinylphenol))를 유리 기판 상에 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후, 노광 공정을 통해 니켈/은 구조를 갖는 채널 길이 $10{\mu}m$의 소오스, 드레인 전극을 형성하였다. 그리고 열 증착을 이용하여 60 nm 두께의 펜타센 층을 성막하였고, 고분자 절연체로서 PVA(polyvinyl alchol) 또는 가교된 PVA를 용액공정인 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후 열 증착으로 알루미늄 게이트 전극을 성막하였다. 이로써 제작된 소자들의 전기적 특성을 확인한 결과 가교된 PVA를 사용한 펜타센 TFT 보다 PVA를 게이트 절연체로 사용한 소자가 전기적 특성이 우수한 것으로 관찰되었다. 이는 PVA의 가교 공정에 의한 펜타센 박막의 성능 퇴화에 기인한 것으로 사료된다. 실험 결과 $0.9{\mu}m$ 두께의 PVA 게이트 절연막을 사용한 top-gate 구조의 펜타센 TFT의 전계 효과 이동도와 문턱전압, 그리고 전류 점멸비는 각각, 약 $3.9{\times}10^{-3}\;cm^2/Vs$, -11.5 V, $3{\times}10^5$으로써 본 연구에서 제안된 소자가 용액 공정형 top-gate 유기 TFT 소자로서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다.

주제어

#top-gate structure   #organic thin-film transistor (OTFT)   #polymeric insulator  

AI 본문요약
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제안 방법

  • In this work, we have demonstrated top-gate pentacene TFTs with solution processing gate insulators and investigated the device performances according to gate insulators. For a gate insulator, PVA or cross-linked PVA film was formed by spin-coating.
  • The current-voltage (I-V) and capacitancevoltage (C-V) characteristics of the fabricated top-gate pentacene TFTs were measured by Keithley 4200 semiconductor analyzer unit and HP-4192 impedance analyzer, respectively. The morphological characteristics were investigated using atomic force microscope (AFM) (Digital Instruments Nanoscope IV).

이론/모형

  • The current-voltage (I-V) and capacitancevoltage (C-V) characteristics of the fabricated top-gate pentacene TFTs were measured by Keithley 4200 semiconductor analyzer unit and HP-4192 impedance analyzer, respectively. The morphological characteristics were investigated using atomic force microscope (AFM) (Digital Instruments Nanoscope IV).
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참고문헌 (15)

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