유기물 절연체를 이용한 고성능 플렉시블 박막 트랜지스터

소개

신소재 연구설계라는 과목에서 쓴 졸업논문입니다.

연구실에서 실험, 분석을 통해 결과를 작성한 논문입니다.

목차

Abstracts
1. 서 론
2. 이 론
1) PDMS (Polydimethylsiloxane)
2) Nano Transfer Printing
3) Decal Tranfer Lithography (DTL)
4) ITO (Indium Tin Oxide)
3. 실험방법
4. 결과 및 고찰
5. 결 론
<Reference>

본문내용

Abstracts
디스플레이장치는 기존의 무겁고 휴대하기 불편한 독립적인 형태에서 점차 각종 기기와의 컨버전스화를 통해 소형화, 경량화, 저전력화, 저가격화가 진행되고 있는 추세에 있다. 이러한 변화는 평판 디스플레이로 변화 되었으며, 그리고 현재는 플렉시블 디스플레이로 발전되었다. 이러한 플렉시블 소자의 구현을 위해 유기물이 많이 사용되고 있으나 소자 성능의 저하로 많은 한계점을 드러내고 있다. 그래서 최근에는 플라스틱 기판 위에 single-crystal wafer를 선택적으로 에칭하여 획득한 wires, ribbons, bars 등의 형태의 고품질 무기 반도체를 이용하여 .wafer-based circuit 수준에 근접하는 성능을 지닌 플렉시블 소자를 만들어 내고 있다. 그래서 이번 실험에서 고품질 무기 반도체와 유기절연체 물질인 PVP(Poly Vinyl Phenol)를 이용하여 좀 더 플렉시블하면서 고성능의 TFT를 만들어 보았다.
먼저 p-type 도핑된 SOI(silicon on insulator) 웨이퍼에 홀 패턴을 형성하고 에칭을 통해 홀을 형성하였다. 그리고 홀을 통한 HF 용액을 이용해 SiO2층을 제거하여 보관하였다. 그리고 10wt% PVP(Polyvinylphenol) 절연체를 제조하기 위해 용매 PGMEA(Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 6.834g과 PVP 0.76g을 가교제와 함께 넣고 stirring 하였다. 이렇게 제조된 PVP를 두께 130nm로 스핀 코팅하고 SOI wafer에서 고농도의 phosporus로 도핑된 Si 부분을 PDMS 러버를 이용하여 PVP를 스핀 코팅한 ITO 위에 옮겼다. 그리고 마지막으로 Lift-off 공정을 이용하여 실리콘의 소스, 드레인 부분에 크롬 3nm, 금 100nm의 두께로 전극을 형성하였다. 그 결과 이동도가 이렇게 제조된 소자의 I-V curve를 측정하여 소자의 특성을 분석한다. 분석 결과 threshold voltage VT = 0.96V, 이동도 = 370.83cm2/Vs, ON/OFF ratio = 5×103, subthreshold slope(SS) = 372mV/decade의 값을 얻었다. 이를 통해 플렉시블한 특성과 전기적 특성을 동시에 만족하는 소자를 만들 수 있었다.
Key word : Flexible TFT, PDMS, ITO, PVP(Polyvinylphenol), SOI(silicon on insulator)

참고자료

· [1] 소프트 리소그래피와 표면처리를 이용한 금속 패터닝
· [2] 고분자 금형을 이용한 소프트 나노임프린트 리소그래피 (박찬익, 정훈의, 서갑양 / 서울
· 대학교 기계항공공학부)
· [3] Unconventional methods for forming nanopattern (M E Stewart, M J Motala, Jimin
· Yao2, L B Thompson, and R G Nuzzo)
· [4] http://www.cheric.org/board/view.php?code=f05&seq=11402&page=7
· [5] 제6판 고체전자공학, Soid State Electronic Devices (벤 스트리트만, 산제이 배너지)
· [6] <디스플레이 기술 및 시장동향> 특별연재·6_Flexible Display (고려대학교 권재홍, 정진
· 욱, 이영훈, 이원희)