| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (04/14 ~ 04/15, 전경련회관) |
| 권호 | 30권 1호, p.133 |
| 발표분야 | 복합재료 |
| 제목 | PMMA/Al2O3 hybrid gate dielectrics of OFET for flexible electronic devices and its characterization |
| 초록 | 국내외의 많은 기관의 연구 성과로 인해 OFET(organic field effect transistor)의 성능이 대폭 개선되면서 OFET의 기능 향상뿐 아니라 실제 사용을 위한 응용성 측면에서의 연구의 중요성이 부각되고 있다. 따라서 딱딱한 기판에서 벗어라 유연성을 가지는 폴리머 기판에서 OFET을 제작하려는 연구가 국내외적으로 많이 시도되고 있다. 특히 Polyimide, Polyvinylphenol 등의 가교성 폴리머 물질을 이용하여 게이트 절연막으로 이용하는 연구는 지금까지 많이 진행되었으며 그 밖의 다른 폴리머 물질을 이용하는 연구도 많이 진행되고 있다. 하지만 이러한 폴리머 물질은 무기물에 비해 그 절연성 및 유전성이 떨어지기 때문에 아직 더 많은 연구가 필요한 실정이다. 본 실험에서는 절연성 및 유전성이 뛰어난 Al2O3와 코팅성이 뛰어나고 표면 에너지가 낮은 Poly(methyl methacrylate) (PMMA)을 이용한 이중층 구조의 게이트 절연층을 이용하여 유연한 폴리이미드 기판 위에 우수한 성능의 유기 박막 트랜지스터를 제작하였다. 실험에 사용된 Al2O3 은 유전 상수가 높고 절연성이 매우 뛰어나기 때문에 트랜지스터의 게이트 절연층 물질로 많이 이용되고 있지만 지금까지의 연구에서는 PE-CVD등의 진공 증착 장치를 이용하여 실리콘 웨이퍼 등의 딱딱한 기판 위에 절연층을 형성함으로써 제작 장치나 소자의 응용에 있어서 많은 제한이 따랐다. 하지만 본 실험에서는 전기 화학적 방법을 이용하여 상온의 수용액에서 Al2O3를 양극산화법으로 형성함으로써 고가의 진공 장치 및 고온 공정을 이용하지 않고서 간단한 방법으로 폴리이미드 기판위에 절연층을 형성할 수 있었다. 이중층 구조의 절연막의 위층에 형성되는 PMMA 코팅은 Al2O3의 표면 조도를 낮추는 동시에 표면 에너지를 낮출 수 있기 때문에 다른 전처리 과정 없이 간단히 유기 반도체로 사용되는 펜타센의 결정화도를 향상시킬 수 있었다. 폴리이미드 기판위에 제작된 OFET 소자의 전기적 특성을 분석한 결과 mobility는 0.5cm2/Vs, On/off는 3x108, Threshold voltage는 -7V, Subthershold swing은 0.5V/decade 의 우수한 성능을 나타내었다. 게이트 절연층으로 사용된 하이브리드 절연층에서의 펜타센의 결정성을 알아보기 위하여 XRD, AFM을 이용하여 펜타센의 결정 구조 및 결정화도를 조사하였다. 포항 가속기 연구소의 XRD를 이용하여 in-plane, out of plane 방향으로 결정성을 분석한 결과 하이브리드 절연층 위의 펜타센의 결정 구조는 Al2O3 절연층에서 보다 그 결정 구조가 잘 형성되었고 AFM 관찰 결과 grain 크기도 크고 층상 결정 구조가 잘 나타난 것으로 확인되었다. |
| 저자 | 신권우, 양상윤, 전하영, 박찬언 |
| 소속 | 포항공과대 |
| 키워드 | pentacene; flexible dielectrics; PMMA; Al2O3 |
