• 한국진공학회지
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• 제13권3호
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• pp.99-102
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• 2004

유기 절연층을 사용한 유기 박막 트랜지스터의 특성 향상을 위해 절연층 표면에 Ar플라즈마 처리를 하였다. 플라즈마 처리는 절연체 표면의 화학적, 물리적 특성 변화를 통해 그 후에 이어지는 활성층 성막시 분자들의 결정성을 향상시키기 위한 방법이다. 활성층으로 사용된 물질은 pentacene이며, 절연층으로 사용된 물질은 PVP(poly-vinyl-phenol)이다. Pentacene는 약 $10^{-6}$ Torr에서 0.5 $\AA$/sec의 속도로, PVP는 spin coating법에 의해 각각 성막되었다. 형성된 절연층을 일정 시간동안 H플라즈마 처리 한 후 각 소자의 전기적 특성을 측정하여 표면처리에 의한 특성 변화를 살펴보았다.

• 통합자연과학논문집
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• 제2권1호
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• pp.13-17
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• 2009

A newly developed OTFT manufacturing process using the combination of self-assembly techniques and vapor phase polymerization method revealed that a thick $SiO_2$ dielectric layer (100~200 nm) is not well compatible with conducting polymer electrode, thereby resulting in still recognizable contact resistance, unstable $V_{th}$ and leaking off current. A couple of very recent studies showed that this issue may be solved by replacing such inorganic dielectric with a self-assembled monolayer or multilayer (organic) dielectric. Therefore, this short review introduces recent trends in the development of high performance thin film transistor consisting of both organic semiconductor and SAM dielectric.

• 한국진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.327-332
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• 2011

ITO가 코팅된 유리 기판 위에 플라즈마 중합법으로 styrene 고분자 박막을 제작하고 상부 전극을 진공 열증착법으로 제작된 Au 박막으로 한 MIM (metal-insulator-metal) 소자를 제작하였다. 또한, 플라즈마 중합된 styrene 고분자 박막을 유기 절연박막으로 하고 진공열증착법으로 pentacene 유기반도체 박막을 제작하여 유기 MIS (metal-insulator-semiconductor) 소자를 제작하였다. 플라즈마 중합법으로 제작된 styrene (ppS; plasma polymerized styrene) 고분자 박막은 styrene 단량체(모노머) 고유의 특성을 유지하면서 고분자 박막을 형성함을 확인하였으며, 통상적인 중합법으로 제작된 고분자 박막 대비 k=3.7의 높은 유전상수 값을 보였다. MIM 및 MIS 소자의 I-V 및 C-V 측정을 통하여 ppS 고분자 박막은 전계강도 $1MVcm^{-1}$에서 전류밀도 $1{\times}10^{-8}Acm^{-2}$ 수준의 낮은 누설전류를 보이고 히스테리시스가 거의 없는 우수한 절연체 박막임이 판명되었다. 결과적으로 유기박막 트랜지스터 및 유기 메모리 등 플렉서블 유기전자소자용 절연체 박막으로의 응용이 기대된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.1009-1013
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• 2009

In this study, we have been synthesized the dielectric layer using pure organic and organic-inorganic hybrid precursor on flexible substrate for improving of the organic thin film transistors (OTFTs) and, design and fabrication of organic thin-film transistors (OTFTs) using small-molecule organic semiconductors with pentacene as the active layer with record device performance. In this work OTFT test structures fabricated on polymerized substrates were utilized to provide a convenient substrate, gate contact, and gate insulator for the processing and characterization of organic materials and their transistors. By an adhesion development between gate metal and PI substrate, a PI film was treated using $O_2$ and $N_2$ gas. The best peel strength of PI film is 109.07 gf/mm. Also, we have studied the electric characteristics of pentacene field-effect transistors with the polymer gate-dielectrics such as cyclohexane and hybrid (cyclohexane+TEOS). The transistors with cyclohexane gate-dielectric has higher field-effect mobility, $\mu_{FET}=0.84\;cm^2/v_s$, and smaller threshold voltage, $V_T=-6.8\;V$, compared with the transistor with hybrid gate-dielectric.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제25권3호
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• pp.388-394
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• 2008

본 논문에서는 용액 공정을 이용한 고분자 절연층을 갖는 top-gate 구조의 펜타센 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)의 특성을 연구하였다. Top-gate 구조의 펜타센 TFT 제작에 앞서 유기 반도체인 펜타센의 결정성 성장을 돕기 위해서 가교된 PVP (cross-linked poly(4-vinylphenol))를 유리 기판 상에 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후, 노광 공정을 통해 니켈/은 구조를 갖는 채널 길이 $10{\mu}m$의 소오스, 드레인 전극을 형성하였다. 그리고 열 증착을 이용하여 60 nm 두께의 펜타센 층을 성막하였고, 고분자 절연체로서 PVA(polyvinyl alchol) 또는 가교된 PVA를 용액공정인 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후 열 증착으로 알루미늄 게이트 전극을 성막하였다. 이로써 제작된 소자들의 전기적 특성을 확인한 결과 가교된 PVA를 사용한 펜타센 TFT 보다 PVA를 게이트 절연체로 사용한 소자가 전기적 특성이 우수한 것으로 관찰되었다. 이는 PVA의 가교 공정에 의한 펜타센 박막의 성능 퇴화에 기인한 것으로 사료된다. 실험 결과 $0.9{\mu}m$ 두께의 PVA 게이트 절연막을 사용한 top-gate 구조의 펜타센 TFT의 전계 효과 이동도와 문턱전압, 그리고 전류 점멸비는 각각, 약 $3.9{\times}10^{-3}\;cm^2/Vs$, -11.5 V, $3{\times}10^5$으로써 본 연구에서 제안된 소자가 용액 공정형 top-gate 유기 TFT 소자로서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권12호
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• pp.13-18
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• 2005

본 논문에서는 Poly-ethylene-terephthalate (PET) 기판 위에 Organic Thin Film Transistor (OTFT)와 Organic Light Emitting Diode (OLED)를 직렬 연결시킨 픽셀과 64 x 64 픽셀로 구성된 어레이를 제작하여 동작을 시연하였다. OTFT는 PET 기판과의 호환성을 고려하여 Poly 4-vinylphenol을 게이트 절연체로, 펜타센을 활성층으로 사용하여 제작되었다. 개별 소자 수준에서는 이동도가 $1.0\;cm^2/V{\cdot}sec$로 나타났으나, 어레이에서는 $0.1\~0.2\;cm^2/V{\cdot}sec$로 약 10배 정도 감소하였다. 어레이의 동작을 분석하였고 OTFT의 OLED에 대한 전류구동능력을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.446-448
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• 2000

Organic semiconductors based on vacuum-deposited films of fused-ring polycyclic aromatic hydrocarbon have great potential to be utilized as an active layer for electronic and optoelectronic devices. In this study, pentacene thin films and electrode materials were deposited by Organic Molecular Beam Deposition (OMBD) and vacuum evaporation respectively. For the gate dielectric layer, OPTMER PC403 photo acryl (JSR Coporation.) was spin-coated and cured at $220^{\circ}C$. Electrical characteristics of the devices were investigated, where the channel length and width was $50{\mu}m$ and 5 mm. It was found that field effect mobility was $0.039\;cm^2V^{-1}s^{-1}$, threshold voltage was -7 V, and on/off current ratio was $10^6$.

• 접착 및 계면
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• 제20권4호
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• pp.155-161
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• 2019

공액분자 나노구조체 계면에서의 전하이동 이방성을 이해하는 것은 유기전계효과트랜지스터(OFET)에서 구조-물성 상관관계를 규명하는데 중요하다. 본 연구에서는 대표적인 코페이셜 적층구조를 가진 6,13-bis(triisopropylsilylethynyl) pentacene (TIPS-pentacene) 유기반도체 단결정과 산화물 계면에서 전하이동도 이방성을 연구하였다. 용매치환공정을 이용해 유기단결정을 산화실리콘 절연체 표면에 성장시키고 유기단결정/산화물 계면에서 전하이동을 유도할 수 있도록 OFET 소자를 완성하였다. TIPS-pentacene OFET에서 최고/최저 전하이동도 이방성은 5.2로 관찰되었다. TIPS-pentacene의 전하이동을 담당하는 공액부의 최인접부와의 상호작용을 분석한 결과, HOMO 준위 커플링과 전하의 호핑 궤도가 전하이동도 이방성에 기여하는 것으로 밝혀졌다. HOMO 준위 커플링에 기반한 전하이동도 이방성의 정량적 예측은 실험결과와 유사하게 나타났다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.506-508
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• 2005

In general, organic TFTs are comprised of four components: gate electrode, gate dielectric, organic active semiconductor layer, and source and drain contacts. The TFT current, in turn, is typically determined by channel length and width, carrier field effect mobility, gate dielectric thickness and permittivity, contact resistance, and biasing conditions. More recently, a number of techniques and processes have been introduced to the fabrication of OTFT circuits and displays that aim specifically at reduced fabrication cost. These include microcontact printing for the patterning of metals and dielectrics, the use of photochemically patterned insulating and conducting films, and inkjet printing for the selective deposition of contacts and interconnect pattern. In the fabrication of organic TFTs, microcontact printing has been used to pattern gate electrodes, gate dielectrics, and source and drain contacts with sufficient yield to allow the fabrication of transistors. We were fabricated a pentacene OTFTs on flexible PEN film. Au/Cr was used for the gate electrode, parylene-c was deposited as the gate dielectric, and Au/Cr was chosen for the source and drain contacts; were all deposited by ion-beam sputtering and patterned by microcontact printing and lift-off process. Prior to the deposition of the organic active layer, the gate dielectric surface was treated with octadecyltrichlorosilane(OTS) from the vapor phase. To complete the device, pentacene was deposited by thermal evaporation and patterned using a parylene-c layer. The device was shown that the carrier field effect mobility, the threshold voltage, the subthreshold slope, and the on/off current ratio were improved.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.12-16
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• 2011

In this study, we fabricated the flexible pentacene TFTs with the polymer gate dielectric and contact printing method by using the silver nano particle ink as a source/drain material on plastic substrate. In this experiment, to lower the cross-linking temperature of the PVP gate dielectric, UV-Ozone treatment has been used and the process temperature is lowered to $90^{\circ}C$ and the surface is optimized by various treatment to improve device characteristics. We tried various surface treatments; $O_2$ Plasma, hexamethyl-disilazane (HMDS) and octadecyltrichlorosilane (OTS) treatment methods of gate dielectric/semiconductor interface, which reduces trap states such as -OH group and grain boundary in order to improve the OTFTs properties. The optimized OTFT shows the device performance with field effect mobility, on/off current ratio, and the sub-threshold slope were extracted as $0.63cm^2 V^{-1}s^{-1}$, $1.7{\times}10^{-6}$, and of 0.75 V/decade, respectively.