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[국내논문] 유기물 박막에서 탄소 함량에 따라서 달라지는 분극의 변화에 따른 특성 변화에 대한 연구
Study on the Characteristic due to the Various Polarity based on the Carbon Contents in Organic Thin Film 원문보기

한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, v.14 no.9, 2010년, pp.2065 - 2070  

오데레사 (청주대학교 반도체설계공학과)

초록
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유기박막 반도체 소자에서 주로 보호막으로 사용되는 PMMA 코팅 박막의 특성에 대하여 FTIR 분석법을 이용하여 조사하였다. 희석된 PMMA 혼합액은 비율에 따라서 $SiO_2$ 박막의 표면을 친수성, 소수성 혹은 하이브리드 특성으로 변화시켰다. FTIR 분석에 의하여 탄소의 함량이 적은 샘플 7에서 화학적인 변화가 크게 일어나는 것을 확인하였다. 전자를 많이 포함한 소량의 탄소가 $SiO_2$ 박막의 분극성을 감소시키고 박막의 표면에너지를 감소시켜서 화학적으로 안정된 박막의 표면을 형성하여 누설전류가 감소되었다. FTIR 분석은 유기화합물 박막에서 일어나는 화학적 변화에 대하여 미세한 부분까지 측정할 수 있는 척도로서 유용한 분석 방법임을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The diluted PMMA treated $SiO_2$ films as an passivation materials for semiconductor devices was researched by using the FTIR spectra. The diluted PMMA solution with various ratios changed the surface of $SiO_2$ film as the hydrophilic, hydrophobic or hybrid type properties. Th...

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문제 정의

  • 본 논문에서는 SiO2 절연산화막의 특성을 개선하기 위해서 표면처리를 하는데 있어 PMMA 용매제를 사용 하여 절연막 표면에서 일어나는 유기화학반응으로부터 박막표면의 특성 변화에 대하여 화학적 분석을 통하여 분석하였다. 최종적으로 누설전류가 적은 보호막을 형성하기 위한 조건을 유도하였다.
  • 본 연구에서는 게이트 절연막으로 사용되어지는 SiO2 산화막의 특성을 개선하기 위해서 유기물처리를한 뒤 박막의 특성을 관찰하였다. SiO2 산화막은 친수성의 분극을 띄므로 PMMA를 사용한 용매제를 사용하여 표면을 유기물처리하여 소수성을 갖도록 하는 동시에 중성의 영역에서 나타나는 표면변화를 살펴보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
OTFT의 특성은 무엇에 따라 결정되는가? 기존의 트랜지스터는 무기물 반응을 기본으로 이루어져 있어서 유기물에 대한 연구는 거의 이루어져 있지 않았으며, 특히 박막에서의 유기화합물에 대한 연구는 나노기술을 요구하고 있다[6-10]. OTFT의 특성은 SiO2 산화막의 특성에 따라 결정되며, SiO2 산화막의 특성분석은 FTIR 분석방법, XPS 분석방법, Raman 분석 방법 등 여러 가지 방법이 있으며, 그 중에 한가지인 FTIR 분석기술은 유기물 박막에 있어서 유용한 분석법으로 알려져 있으며, 유기물 박막에 대한 많은 정보들을 제공해 준다[11-13]. 그리고 금속/절연체/반도체구조를 이용한 누설전류 측정법이 있다[14-15].
OTFT의 게이트 절연막으로 사용되는 SiO2의 단점을 보완하기 위해 무엇을 사용하는가? 그런데OTFT를만들기위해서는게이트 절연막으로 SiO2를 사용하는데 누설전류의 발생으로특성이좋지않다. 그것을보완하기위해서 SiO2 게이트 절연막위에 보호막을만들어 사용하고있다. 이때주로 사용되고 있는 물질이 PMMA (poly-methylmethacrylate)와 OTS (n-octadecyltrichlorosilane) 유기물질이다.
OTFT는 어떤 트랜지스터를 실현할 수 있는 대표적인 유기물 반도체인가? 유기물 박막에대한 연구는 전도체, 절연체 등에 동시에 적용하여 사용될 수 있는 독특한 특성 때문에 디스플레이나, 통신시스템에 이용할 수 있어서 최근 많은 연구가 이루어지고 있는 분야이다. 대표적으로는 적은 비용으로 고속의 이동도를 갖는 유연한 트랜지스터를 실현할 수 있는 필수 요소인 OTFT (Organic Thin Film Transistor)가 대표적인 유기물 반도체로서 적용되고 있는실정이다[1-5]. 그런데OTFT를만들기위해서는게이트 절연막으로 SiO2를 사용하는데 누설전류의 발생으로특성이좋지않다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. 강만구, 김종대 "플렉시블 염료감응 대양전지 기술" 전기전자재료학회지, 제19권 7호, p. 39, 7월 2006. 

  2. Teresa Oh, H. B. Kim, "Pentacene thin film trasnsistors on PMMA treated SiO2," Transactions on Electrical and Electronic Materials, Vol. 7, No. 7, p. 639-645, December 2006. 

  3. P. W. May, S. Hohn, W. N, Wang and N. A. Fox, "Field emission conduction mechanisms in chemical vapor deposited diamond and diamondlike carbon films," Appl. Phys. Lett. vol.27, pp. 2182-2184, 1998. 

  4. Ioannis Kymissis, C. D. Dimitrakopoulos and Sampath Purushothaman, "High-Performance Bottom Electrode Organic Thin-Film Transistors," IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, Vol.48, pp.1060-1064, 2001. 

  5. D. J. Gundlach, Y. Y. Lin, T. N. Jackson, S. F. Nelson and D. G. Schlom, "Pentacene Organic Thin-Film Transistors-Molecular Ordering and Mobility, " IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, 18, (1997) 87-89. 

  6. M. A. Tamor and C. H. Wu, "Graphitic network models of diamondlike carbon," J. Appl. Phys, Vol. 67, pp. 1007-1012, Jan. 1990. 

  7. J. Frenkel, "On pre-breakdown phenomena in insulators and electronic semiconductors," Phys. Rev. 54, pp. 647-648, 1938. 

  8. Jin Yong Kim, Moo Sung Hwang, Yoon-Hae Kim, and Hyeong Joon Kim, Young Lee, "Origin of low dielectric constant of carbon-incorporated silicon oxide film deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition," J. Appl. Phys. Vol. 90, pp. 2469-2473, 2001. 

  9. Jong-Ho YUN, Eun-Seok CHOI, Choel-Min JANG and Choon-Soo LEE, "Effect of post-treatments on atomic layer deposition of TiN thin films using tetrakis (dimethylamido) titanium and ammonia,"Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 41, pp. L418-L421, 2002. 

  10. J. R. Kalnin and E. Kotomin, "Modified Maxwell-Garnett equation for the effective transport coefficients in inhomogeneous media," J. Phys. A:Math. Gen. Vol. 31, pp.7227-7234, 1998. 

  11. P. R. Emtage and W. Tantraporn, "Schottky emission through thin inslulating films," Physical Review letters, Vol. 8, No. 7, pp. 267-268, 1962. 

  12. J. G. Simmons, "Pools-Frenkel Effect and Schottky in Metal-Insuloror-Metal Systems," Physial Review, vol. 155, pp. 657-660, 1967. 

  13. C. A. Mead, "Electron Transport Mechanism in Thin Insulating Films," Physical Review, vol. 128, pp. 2088-2093, 1962. 

  14. Giulia Galli and Richard M. Martin, "Structural and electronic properties of amorphous carbon," Phys. Rev. Lett. 62(5), pp. 555-558, 1989. 

  15. Teresa Oh, "Comparision between organic thin films deposited by using CCP-CVD and ICP-CVD," J. Korean Phys. Soc. Vol. 55, pp. 1950-1954, 2009. 

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