[논문]p-PEDOT/n-GZO heterojunction의 전기적 특성

이재상; 박동훈; 구상모; 이상렬

p-PEDOT/n-GZO heterojunction의 전기적 특성
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이재상 (한국과학기술연구원) , 박동훈 (한국과학기술연구원) , 구상모 (광운대학교) , 이상렬 (한국과학기술연구원)

The electrical properties of an inorganic/organic heterojunction has been investigated by spin coating the p-type polymer poly(3,4 ethylenedioxythiophene) : poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) on an n-type gallium doping zinc oxide (GZO) film. Current-voltage (I-V) characteristics of the fabricated heterojunction diodes have a good rectifying characteristics. The barrier height is calculated 0.8 eV.

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문제 정의

따라서 이러한 문제의 해결 방안으로 다양한 이종접합 다이오드가 제시되었으며, 그 중 organic 물질을 이용한 p-n 접합 소자는 제작이 간단하고 제조단가가 저렴하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 ZnO의 n-type 특성을 향상시키기 위해 Ga을 5 wt% 도핑 시킨 물질을 사용하여 대표적인 organic 물질중의 하나인 polymer poly(3,4ethylenedioxythiophene) : poly (styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)과 heterojunction을 제작하고 그 특성을 조사하였다.

제안 방법

본 연구에서는 RF-스퍼터 방법으로 Glass 기판에 증착된 GZO 박막에 sol-gel 법으로 PEDOT 박막을 제조하였으며, 제작된 소자의 전기적 특성을 분석하였다. p-type 특성을 나타내는 PEDOT과 n-type 특성을 나타내는 GZO 박막의 heterojunction을 통해 제작된 다이오드에서 정류 특성이 잘 나타나는 것을 확인 할 수 있다.
PEDOT 박막의 전극으로 Au를 thermal evaperation 방법으로 metal shadow mask 방법으로 전극을 증착하였다. 제조된 GZO-PEDOT heterojunction 의 I-V 측정으로 통해 전기적 특성을 분석해 보았다.

이론/모형

PEDOT sol을 Glass 기판위에 적정량을 떨어뜨려 4000rpm에서 30초 동안 회전시킨 후 120℃의 hot plat 위에서 10분동안 건조하였다. PEDOT 박막의 전극으로 Au를 thermal evaperation 방법으로 metal shadow mask 방법으로 전극을 증착하였다. 제조된 GZO-PEDOT heterojunction 의 I-V 측정으로 통해 전기적 특성을 분석해 보았다.
5GZO 박막의 증착 조건으로 챔버내의 초기 진공도는 1×10^-6 Torr, RF-power는 150 W, 공정압력은 5 mTorr, 반응 가스로는 Ar 분위기에서 50 nm두께로 400도 온도에서 증착 하였다. 스퍼터 방법으로 제조된 GZO 박막 위에 spin coating 방법을 이용하여 PEDOT 박막을 제조하였다. PEDOT sol을 Glass 기판위에 적정량을 떨어뜨려 4000rpm에서 30초 동안 회전시킨 후 120℃의 hot plat 위에서 10분동안 건조하였다.

성능/효과

증착된 GZO 박막이 무결점의 매끄러운 표면을 가지고 있으며, Grain의 크기는 20nm로 성장 되었다. n-GZO/p-PEDOT의 전류-전압 특성을 파악하기 전에, GZO 박막에는 In 전극을 제작하고, PEDOT에는 Au 전극을 형성하여 저항성 접촉이 잘 이루어진것을 확인 하였다. Fig.
본 연구에서는 RF-스퍼터 방법으로 Glass 기판에 증착된 GZO 박막에 sol-gel 법으로 PEDOT 박막을 제조하였으며, 제작된 소자의 전기적 특성을 분석하였다. p-type 특성을 나타내는 PEDOT과 n-type 특성을 나타내는 GZO 박막의 heterojunction을 통해 제작된 다이오드에서 정류 특성이 잘 나타나는 것을 확인 할 수 있다.

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