[논문]Parylene 고분자 유전체 표면제어를 통한 OFET의 소자 안정성 향상 연구

서정윤; 오승택; 최기헌; 이화성

doi:10.17702/jai.2021.22.3.91

Parylene 고분자 유전체 표면제어를 통한 OFET의 소자 안정성 향상 연구
Improvement of Operating Stabilities in Organic Field-Effect Transistors by Surface Modification on Polymeric Parylene Dielectrics 원문보기

접착 및 계면 = Journal of adhesion and interface, v.22 no.3, 2021년, pp.91 - 97

서정윤 (한양대학교 재료화학공학과) , 오승택 (한양대학교 재료화학공학과) , 최기헌 (한양대학교 재료화학공학과) , 이화성 (한양대학교 재료화학공학과)

초록
AI-Helper

본 연구는 Parylene C 유전체 표면에 유기 자기조립단분자막(self-assembled monolayer, SAM) 중간층을 도입함으로써 표면특성을 제어하고 최종적으로 유기전계효과 트랜지스터(organic field-effect transistors, OFETs)의 전기적 안정성을 향상시킨 결과를 제시하였다. 유기 중간층을 적용함으로써, Parylene C 게이트 유전체의 표면 에너지를 제어하였으며, OFET의 가장 중요한 성능변수인 전계효과 이동도(field-effect transistor, μ_FET)와 문턱 전압 (threshold voltage, V_th)의 성능향상과 구동 안정성을 증대시켰다. 단순히 Parylene C 유전체를 적용한 Bare OFET에서 μ_FET 값은 0.12 cm²V^-1s^-1가 측정되었으나, hexamethyldisilazane (HMDS)과 octadecyltrichlorosilane (ODTS)를 중간층으로 적용된 소자에서는 각각 0.32과 0.34 cm²V^-1s^-1로 μ_FET가 증가하였다. 또한 1000번의 transfer 특성의 반복측정을 통해 ODTS 처리한 OFET의 μ_FET와 V_th의 변화가 가장 작게 나타남을 확인하였다. 이 연구를 통해 유기 SAM 중간층, 특히 ODTS는 효과적으로 Parylene C 표면을 알킬 사슬로 덮어 극성도를 낮춤과 함께 전하 트래핑을 감소시켜 소자의 전기적 구동 안정성을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

By introducing an organic interlayer on the Parylene C dielectric surface, the electrical device performances and the operating stabilities of organic field-effect transistors (OFETs) were improved. To achieve this goal, hexamethyldisilazane (HMDS) and octadecyltrichlorosilane (ODTS), as the organic interlayer materials, were used to control the surface energy of the Parylene C dielectrics. For the bare case used with the pristine Parylene C dielectrics, the field-effect mobility (μFET) and threshold voltage (Vth) of dinaphtho[2,3-b:2',3'-f ]thieno[3,2-b]- thiophene (DNTT) FET devices were measured at 0.12 cm2V-1s-1 and - 5.23 V, respectively. On the other hand, the OFET devices with HMDS- and ODTS-modified cases showed the improved μFET values of 0.32 and 0.34 cm2V-1s-1, respectively. More important point is that the μFET and Vth of the DNTT FET device with the ODTS-modified Parylene C dielectric presented the smallest changes during a repeated measurement of 1000 times, implying that it has the most stable operating stability. The results could be meaned that the organic interlayer, especially ODTS, effectively covers the Parylene C dielectric surface with alkyl chains and reduces the charge trapping at the interface region between active layer and dielectric, thereby improving the electrical operating stability.

주제어

표/그림 (5)

그림 Figure 1. The schematic illustration of the top-contact bottom-gate DNTT OFET and chemical structures used in this study.
그림 Figure 2. AFM images of 50 nm thick DNTT deposited on the various organic interlayers.
그림 Figure 3. (a-c) Output characteristics and (d-f) transfer characteristics of DNTT OFETs with variable organic SAM interlayers: Bare, HMDS, and ODTS. The applied VG for output characteristics was from 0 to -40 V with -10 V per step. The applied VD for transfer characteristics was fixed at -40 V.
그림 Figure 4. Transfer characteristics of DNTT OFETs with 1000 cycles. (a)-(c) ID vs. VG plot and (d)-(f) |ID|1/2 vs. VG plot.
그림 Figure 5. Variations in the performances for (a) μ_FET and (b) V_th during 1000 operation cycles. (c) Maximum I_D variation of DNTT OFET at V_G = - 40 V and V_D = - 40 V for 20 min.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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