초록 ▼

유기 박막 트랜지스터(organic thin film transistor, OTFT)는 기존에 사용하던 무기 반도체에 비해 단가가 싸고, 대면적으로 성장시키기 쉬우며, 휘어지는 반도체를 제조 할 수 있다는 점 등 많은 이점을 가지고 있다. 본 연구에서는 급속 성장법을 이용해 대면적 다결정 성장이 가능한 루브렌(5,6,11,12-Tetraphenyltetracene)에 전자빔을 조사해 고성능 유기 박막 트랜지스터를 제조하였으며 향후 반도체의 실용화에 꼭 필요한 과정 중 하나인 패터닝 기술을 개발하였다. 본 연구에서는 전자빔을 결정 성

유기 박막 트랜지스터(organic thin film transistor, OTFT)는 기존에 사용하던 무기 반도체에 비해 단가가 싸고, 대면적으로 성장시키기 쉬우며, 휘어지는 반도체를 제조 할 수 있다는 점 등 많은 이점을 가지고 있다. 본 연구에서는 급속 성장법을 이용해 대면적 다결정 성장이 가능한 루브렌(5,6,11,12-Tetraphenyltetracene)에 전자빔을 조사해 고성능 유기 박막 트랜지스터를 제조하였으며 향후 반도체의 실용화에 꼭 필요한 과정 중 하나인 패터닝 기술을 개발하였다. 본 연구에서는 전자빔을 결정 성장시킨 rubrene 반도체에 직접 조사하거나 유기 절연체인 polystyrene에 조사하여 분자들을 cross-linking시켜 고성능 및 미세 패턴된 OTFT를 얻고자 하였다.
결정 성장시킨 rubrene 반도체에 직접 전자빔을 조사한 경우에 rubrene은 광학현미경 이미지 상에서 패터닝이 되는 조건을 찾을 수 있었지만, 전자빔 조사에 의해서 rubrene은 기존의 반도체 성질을 잃고 부도체가 되었다. 따라서 오히려 전자빔이 조사된 부분이 아닌 조사되지 않은 부분을 이용하는 네가티브 패터닝 공정에 전자빔 조사를 활용함으로서 매우 정교하면서도 패턴의 경계가 깨끗한 미세 패턴을 얻을 수 있으리라 예상된다.
또한 전자빔 조사된 polystyrene을 이용한 패터닝의 경우에는 전자빔 조사 후 rubrene 결정이 층 위에서 부분적으로 성장되었고, 전자빔 조사에 쓰인 마스크의 모양대로 패턴이 형성되었다. 이때 polystyrene층의 두께가 두꺼워 질수록 패턴의 경계는 깔끔해지고 패턴 외부의 불순물도 줄어드는 결과를 볼 수 있었다. 소자의 I-V curve를 측정한 결과, 전하 이동도는 1.41cm²/vS, on/off 전류비는 1.12× 10⁵로 나왔는데, 이 결과는 현재 LCD 모니터 등에 사용되고 있는 비정질 실리콘(amorphous silicon)에 대응하는 높은 값이다.
그러므로 이 전자빔을 이용한 고성능 유기박막 트랜지스터 제작법은 향후 유기 디스플레이 등의 높은 이동도가 요구되는 소자에 이용될 수 있을 것으로 보인다.

Abstract ▼

Organic Thin-Film Transistor(OTFT) has many advantages; cheap, easy to grow large area, and easy to make flexible device. In this research, we use rubrene (5,6,11,12-Tetraphenyltetracene) as semiconductor material, which is able to make large-area polycrystalline structure through abrupt-heating-ind

Organic Thin-Film Transistor(OTFT) has many advantages; cheap, easy to grow large area, and easy to make flexible device. In this research, we use rubrene (5,6,11,12-Tetraphenyltetracene) as semiconductor material, which is able to make large-area polycrystalline structure through abrupt-heating-induced method, to make it patterned using electron beam. We irradiated electron beam to the crystallized rubrene film or polystyrene film for making cross-linked organic structure with pattern, and which lead to the patterned rubrene OTFT.
When we irradiate electron beam direct on rubrene, it loses its semiconductor characteristic. and it becomes thin when heated in vacuum condition. However, boundary of patterned structure is quite clear, so we may able to use this technique to make nano-size circuits.
In case of patterning using electron beam irradiation on polystyrene layer, rubrene crystal is well grown on the layer, and well-patterned. When we make thickness of polystyrene thicker, boundary become clearer and impurities decreases.
Transfer characteristic graph shows carrier mobility 1.41cm²/Vs, on/off current ratio1.12×10⁵, which is better results than amorphous silicon used in current LCD monitor. so we can use this method for high performance patterning for organic display, etc.

목차 Contents

• 최종보고서(원자력대학생용) ... 1
• 요약 ... 2
• Abstract ... 2
• 1. 서 론 ... 3
• 2. 이론적 배경 ... 4
• 2-1. 유기 박막 트랜지스터(Organic Thin Film Transistor, OTFT) ... 4
• 2-2. 전자빔 조사(Electron beam irradiation) ... 5
• 3. 실험 재료와 장치, 실험 방법 ... 6
• 3-1. 실험 재료 ... 6
• 3-2. 실험 장치 및 분석 장치 ... 6
• 3-3. 실험 방법 ... 8
• 4. 실험 결과 ... 10
• 4-1. 유기 반도체 소자 제작 및 특성 ... 10
• 4-2. 전자빔 조사한 유기 반도체의 특성 변화 ... 12
• 4-3. 전자빔 조사한 유기 절연체의 특성 변화 ... 15
• 5. 결 론 ... 18
• 참고문헌 ... 19