[논문]금속 전극에 따른 CuPc-OFET 의 전기적 특성

이호식; 박용필

금속 전극에 따른 CuPc-OFET 의 전기적 특성
Electrical Properties of CuPc-OFET with Metal Electrode 원문보기

이호식 (동신대학교) , 박용필 (동신대학교)

최근에 유기물 전계효과 트랜지스터의 연구는 전자 소자 분야에서 널리 알려져 있다. 특히 본 연구에서는 CuPc 물질을 활성층으로 사용하여 Organic FET 소자를 제작하였다. Source와 Drain 전극을 Au와 Al을 사용하여 FET 소자의 전기적 특성을 비교하였다. CuPc FET 소자에서 CuPc 활성층의 두께는 40nm로 고정하였고, Au와 Al 전극의 두께는 200nm로 하여 소자를 제작하였다. 또한 C-V 특성을 측정하여 CuPc 유기물 층과 $SiO_2$ 절연층 계면에서의 특성 변화를 관측하였다. Au를 전극으로 사용한 FET 소자에서는 전형적인 FET 특성 곡선을 관측할 수 있었으나, Al을 전극을 사용한 FET 소자에서는 누설 전류가 흐르고 있음을 확인 할 수 있었다.

Organic field-effect transistors (OFETs) are of interest for use in widely area electronic applications. We fabricated a copper phthalocyanine (CuPc) based field-effect transistor with different metal electrode. The CuPc FET device was made a top-contact type and the substrate temperature was room temperature. The source and drain electrodes were used an Au and Al materials. The CuPc thickness was 40nm. and the channel length was $50{\mu}m$, channel width was 3mm. We observed a typical current-voltage (I-V) characteristics in CuPc FET with different electrode materials.

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문제 정의

본 연구에서는 copper phthalocyanine (CuPc) 물질을 이용하여 FET 소자를 제작하고 이에 대한 전기적 특성을 알아보고자 한다. 또한 금속 전극을 Au와 A1 을 사용하여 소자를 제작하고, 전기적 특성을 비교 분석하였다.

제안 방법

그림 2는 CuPc 물질의 표면 특성을 알아보기 위하여 AMF 측정을 하였다.
전기적 특성을 알아보고자 한다. 또한 금속 전극을 Au와 A1 을 사용하여 소자를 제작하고, 전기적 특성을 비교 분석하였다.
5 [A/s]의 속도를 유지하면서 증착하였다. 또한 기판으로 사용한 Si-wafer는 CuPc 물질을 증착하기 전에 기판의 세척을 위하여 30분 동안 UV/ozone 처리를 하여 사용 하였다.
본 연구에서는 CuPc 를 활성충으로 사용하고, source와 drain 전극 물질을 Au와 A1 을 사용하여 FET 소자를 제작하였다. 그 결과 Au를 전극으로 사용한 FET 소자에서는 전형적인 FET 소자 특성을 보이고 있으나, A1 을 사용한 소자에서는 높은 drain 전압에서 그리고 낮은 gate 전압에서 전류의 방향이 바뀌는 누설 전류의 현상이 보이는 것으로 판단된다.

대상 데이터

위에열 증착법으로 형성된 Si02를 500nm의 두께로 사용하였다. 또한 게이트 전극은 Au를 사용하였고, 소스 전극, 그리고 드레인 전극은 Au와 A1 을 사용하여 각각 소자를 제작하였다. 전극 형성은 열 증착 방법을 이용하여 형성하였다.
본 연구에 사용한 소자는 top-contact 형태의 구조를 가지고 있으며, 절연층으로 Si-wafei. 위에열 증착법으로 형성된 Si02를 500nm의 두께로 사용하였다.
Si-wafei. 위에열 증착법으로 형성된 Si02를 500nm의 두께로 사용하였다. 또한 게이트 전극은 Au를 사용하였고, 소스 전극, 그리고 드레인 전극은 Au와 A1 을 사용하여 각각 소자를 제작하였다.
전극 형성은 열 증착 방법을 이용하여 형성하였다. 활성층으로 사용한 CuPc 물질은 TCI (Tokyo Kasei Kogyo Co.)로부터 구입을 하였으며, 역시 열 증착 방법을 이용하여 박막을 현성하였다.

이론/모형

또한 OFET의 전기적 특성 측정은 Keithley type-2400을 이용하여 SMU (Source measure unit) 방법을 이용하여 측정을 하였다. 또한 유기 활성 충의 표면의 특성은 AFM (Atomic force microscopy) 방법으로 측정하였다.
방법을 이용하여 측정을 하였다. 또한 유기 활성 충의 표면의 특성은 AFM (Atomic force microscopy) 방법으로 측정하였다.
또한 게이트 전극은 Au를 사용하였고, 소스 전극, 그리고 드레인 전극은 Au와 A1 을 사용하여 각각 소자를 제작하였다. 전극 형성은 열 증착 방법을 이용하여 형성하였다. 활성층으로 사용한 CuPc 물질은 TCI (Tokyo Kasei Kogyo Co.

성능/효과

소자를 제작하였다. 그 결과 Au를 전극으로 사용한 FET 소자에서는 전형적인 FET 소자 특성을 보이고 있으나, A1 을 사용한 소자에서는 높은 drain 전압에서 그리고 낮은 gate 전압에서 전류의 방향이 바뀌는 누설 전류의 현상이 보이는 것으로 판단된다.

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