열처리에 따른 유기 장효과 트랜지스터의 소자 성능 향상 연구 (Enhancement in the Device Performance of an Organic Field-Effect Transistor Through Thermal Annealing)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 67권 / 10호 / 1180 ~ 1186페이지
· 저자명 : 이달용, Vellaiappilai TAMILAVAN, 박성흠, 이종규

초록

본 연구에서는 상단 접촉 구조의 유기 장효과 트랜지스터 (organic field-effect transistors, OFET) 제작에 있어서 열처리 유무 및 전극 증착 전후의 열처리가 OFET의 정공이동도 및 전기적 특성에 미치는 영향이 조사되었다. 본 연구에서는 열처리를 적용하지 않은 소자와 금속 증착 이후 열처리된 소자, 열처리가 증착에 선행된 OFET에서 나타나는 정공 이동도와 문턱이하 스윙(subthreshold swing)의 특성을 비교하였다. 그 결과 전극 증착 전에 고분자 활성층을 열처리한 OFET가 가장 높은 9.79 $\times$ 10$^{-3}$ cm$^2$V$^{-1}$s$^{-1}$의 정공 이동도를 보여주었고, 열처리한 소자 모두의 경우에서 열처리의 온도에 반비례하며 감소하는 OFET의 트랩 밀도가 관찰되었다. 트랩 밀도의 경향은 흡수스펙트럼과 활성층의 X-선 회절실험으로부터 박막의 결정성 증가에 기인한 것임이 확인되었다. 또한 전극 증착 전후의 열처리 특성비교에 있어서, 전극 증착 전에 열처리 된 소자가 전극 증착 후에 열처리된 소자에 비해 더 높은 정공이동도를 보이며 이는 전극 증착으로 인해 접합 계면이 통제되어있는 후 열처리보다는 선 열처리 방법이 OFET의 정공이동도의 향상을 위해 더욱 효과적임을 말해준다.

영어초록

In this work we investigate the effect of thermal annealing on the performance of organic field-effect transistors (OFETs) with a top-contact structure. By applying thermal annealing before and after the deposition of the metal electrode during the device fabricating process, we were able to prepare OFETs without annealing, with pre-annealing, and post-annealing, after which we performed comparative studies of the hole mobility and the subthreshold swing of the OFETs fabricated using different thermal annealing conditions. As a result, the OFET annealed before electrode deposition exhibited the best hole mobility of 9.79 $\times$ 10$^{-3}$ cm$^2$V$^{-1}$s$^{-1}$, and all the annealed OFETs exhibited a decreased trap density compared to the pristine OFET. Especially, the trap density of the OFET decreased as the annealing temperature was increased and originated from an enhanced molecular orientation of the active material, as confirmed by using absorption and X-ray diffraction measurements.

참고자료

· 없음