금속산화물/금속 이층구조를 이용한 펜타센 유기 박막 트랜지스터의 소스/드레인 접촉에 관한 연구

Abstract

Active matrix LCD의 구동회로에 사용되는 a-Si TFT(amorphous Silicon Thin Film Transistor)의 성능($≤1cm^2 /Vs$)은 OLED 등의 전류구동 형식의 디스플레이에 적용되기에는 불충분하며, 이를 해결하기 위해 poly-Si TFT (poly Silicon TFT), MoxTFT (Metal oxide TFT), OTFT (Organic TFT:이하 유기박막트랜지스터) 등이 적용 가능하다. 그 중 Poly-Si TFT는 수십 $cm^2 /Vs$에 달하는 높은 성능을 가지나 비싼 가격과 균일성의 문제로 인해 대면적 디스플레이에는 적용하기 어렵다. 그리고 유기박막트랜지스터 는 펜타센을 이용한 높은 이동도를 가지는 유기박막트랜지스터 가 등장하면서($1~5 cm^2 /Vs$) 더욱 활발히 연구되어지고 있으며, 높은 분자 배열에 의해 높은 성능을 가질 수 있다는 점, 프린팅과 같은 저가공정이 가능하다는 점, 유연한 전자제품을 실현할 수 있는 저온 공정이 가능하다는 점, 그리고 a-Si TFT나 MoxTFT에서는 구현되기 어려운 OLED의 구동회로 구성에 유리한 p-type 박막트랜지터라는 점 등의 장점들을 가지고 있다. 특히 저가 공정성으로 인해서 가격에 민감한 RFID tag와 smart card에 적용될 것으로 기대되고 있다. 기존의 펜타센 유기박막트랜지스터의 연구는 Au를 소스/드래인 적극으로 사용한다. 하지만 Au는 저가 제품을 구현하기에 너무 비싸며 이를 금속산화물로 대신할 수 있다. 그리고 박막트랜지스터를 이용한 제품들은 세밀한 소스/드레인 패턴을 가져야 하는데, 이는 쉐도우마스크로는 구현하기 어려우며 포토리소그래피를 사용하여야 한다. 하지만 펜타센은 용액, 물, 그리고 산소 등의 가스에 약하므로, 펜타센으로 이루어진 반도체 층 자체가 포토리소그래피를 이용해 패턴을 형성할 수 없음은 물론 펜타센 층을 형성한 위에서의 소스/드레인의 패턴 형성도 역시 포토리소그래피를 사용하기 어렵다. 즉, 상부접촉(top contact) 구조가 아닌 하부접촉(bottom contact) 구조를 이용하여야 펜타센 층이 형성되기 전에 포토리소그래피를 이용하여 소스/드레인의 패턴을 형성해 놓을 수 있다. 이 연구의 목적은 Au 소스 드레인 전극의 펜타센 유기박막트랜지스터에 상응하는 성능을 가진 금속산화물/금속 소스 드레인 전극의 펜타센 유기박막트랜지스터 를 상부접촉 구조와 하부 접촉 구조 모두에 대해서 제작하는 것이다