KR20090051439A - Organic thinfilm transistor and method for fabricating the same - Google Patents

Organic thinfilm transistor and method for fabricating the same Download PDF

Info

Publication number
KR20090051439A
KR20090051439A KR1020070117828A KR20070117828A KR20090051439A KR 20090051439 A KR20090051439 A KR 20090051439A KR 1020070117828 A KR1020070117828 A KR 1020070117828A KR 20070117828 A KR20070117828 A KR 20070117828A KR 20090051439 A KR20090051439 A KR 20090051439A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
film transistor
organic thin
layer
nanoparticles
Prior art date
Application number
KR1020070117828A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
주병권
서정훈
권재홍
신상일
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020070117828A priority Critical patent/KR20090051439A/en
Publication of KR20090051439A publication Critical patent/KR20090051439A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0657—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
    • H01L29/0665—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body the shape of the body defining a nanostructure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/468—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics
    • H10K10/474—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising a multilayered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/484—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the channel regions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

본 발명은 유기 박막 트랜지스터의 낮은 전압레벨을 높일 수 있는 유기 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 기판 상에 형성된 게이트전극; 상기 게이트전극을 포함하는 기판 상에 형성된 게이트절연층; 상기 게이트절연층 상에 나노 입자들로 이루어진 나노 물질층; 상기 나노 물질층을 포함하는 전체 구조 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 소스 및 드레인 전극을 포함하여 게이트절연층과 활성층 사이에 나노 물질층을 형성함으로써 전하 이동도가 높고, 구동 전압 및 문턱전압이 낮으며, 후속 공정에 높은 안정성을 갖는 효과, 비휘발성 메모리 효과와 자기장 효과를 증폭시켜 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 효과, 나노 물질층을 포함하는 유기 박막 트랜지스터는 그렇지 않은 유기 박막 트랜지스터보다 포화영역(Saturation region) 특성이 우수한 효과 및 게이트전극과 소스 및 드레인 전극을 투명한 전극으로 적용하는 경우 투명 박막 트랜지스터로 응용할 수 있는 효과가 있다.The present invention provides an organic thin film transistor and a method for manufacturing the organic thin film transistor which can increase the low voltage level of the organic thin film transistor, the present invention comprises: a gate electrode formed on a substrate; A gate insulating layer formed on the substrate including the gate electrode; A nano material layer made of nano particles on the gate insulating layer; An active layer formed on the entire structure including the nanomaterial layer; By forming a nano material layer between the gate insulating layer and the active layer, including the source and drain electrodes formed on the active layer, high charge mobility, low driving voltage and threshold voltage, high stability in subsequent processes, Improved device performance by amplifying volatile memory effect and magnetic field effect, organic thin film transistor including nanomaterial layer has better saturation region characteristics than organic thin film transistor and gate electrode and source And when the drain electrode is applied as a transparent electrode there is an effect that can be applied to a transparent thin film transistor.

유기 박막 트랜지스터, 나노 물질, 도핑 Organic thin film transistors, nanomaterials, doping

Description

유기 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법{ORGANIC THINFILM TRANSISTOR AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}Organic thin film transistor and its manufacturing method {ORGANIC THINFILM TRANSISTOR AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 나노 물질층을 갖는 유기 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly to an organic thin film transistor having a nanomaterial layer and a method of manufacturing the same.

최근, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)는 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 또는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)와 같은 표시장치에서 각각의 화소(Pixel)를 동작시키는 스위칭 소자로써 광범위하게 사용되고 있다. 이에 따라, 박막 트랜지스터의 제조에 많은 관심이 기울여지고 있으며, 더 효율적인 동작특성을 갖는 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법들이 고안되고 있다.Recently, thin film transistors (TFTs) are switching to operate each pixel in a display device such as an organic light emitting display (OLED) or a liquid crystal display (LCD). It is widely used as an element. Accordingly, much attention has been paid to the manufacture of thin film transistors, and thin film transistors having more efficient operation characteristics and methods for manufacturing the same have been devised.

한편, 디스플레이(Display)에 많이 이용되고 있는 박막 트랜지스터는 대부분 비정질 실리콘 반도체, 산화 실리콘 절연막 및 금속전극으로 이루어져 있다. 특히, 유기박막 트랜지스터의 경우 고분자 또는 저분자 물질을 활성층에 사용함으로써 유 연성을 갖게되며, 유연한 응용분야의 구동소자로 사용할 수 있다. On the other hand, thin film transistors that are widely used in displays are mostly composed of an amorphous silicon semiconductor, a silicon oxide insulating film, and a metal electrode. In particular, the organic thin film transistor has flexibility by using a polymer or a low molecular material in the active layer, and can be used as a driving device for flexible applications.

도 1은 유기 박막 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a structure of an organic thin film transistor.

도 1에 도시된 바와 같이, 유기 박막 트렌지스터는 기판(11), 게이트(12), 게이트절연층(13), 활성층(14), 소스(15), 드레인(16)으로 구성되어 있다. 이때, 활성층(14)이 유기물로 형성된 것을 유기 박막 트랜지스터라고 한다.As shown in FIG. 1, the organic thin film transistor is composed of a substrate 11, a gate 12, a gate insulating layer 13, an active layer 14, a source 15, and a drain 16. At this time, the active layer 14 formed of an organic material is referred to as an organic thin film transistor.

상기 구조의 유기 박막 트랜지스터의 구동원리를 p-형 반도체의 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 먼저, 소스(15)와 드레인(16) 사이에 전압을 인가하여 전류를 흘리면 낮은 전압하에서는 전압에 비례하는 전류가 흐르게 된다. 여기에 게이트(12)에 양의 전압을 인가하면 이 인가된 전압에 의한 전기장에 의하여 양의 전하인 정공들은 모두 활성층(14)의 상부로 밀려 올라가게 된다. 따라서, 게이트절연층(13)에 가까운 부분은 전도 전하가 없는 공핍층(depletion layer)이 생기게 되고, 이런 상황에서는 소스와 드레인 사이에 전압을 인가해도 전도 가능한 전하 운반자가 줄어들었기 때문에 낮은 전류의 양이 흐른다. 반대로, 게이트(12)에 음의 전압을 인가하면, 이 인가된 전압에 의한 전기장의 효과로 게이트절연층(13)의 가까운 부분에 양의 전하가 유도된 축적층(accumulation layer)이 형성된다. 이 때, 소스(15)와 드레인(16) 사이에는 전도 가능한 전하 운반자가 많이 존재하기 때문에, 더 많은 전류를 흘릴 수가 있다. 따라서, 소스(15)와 드레인(16) 사이에 전압을 인가한 상태에서 게이트(12)에 양의 전압과 음의 전압을 교대로 인가하여 줌으로써 소스(15)와 드레인(16) 사이에 흐르는 전류를 제어할 수가 있다.The driving principle of the organic thin film transistor having the above structure will be described below with an example of a p-type semiconductor. First, when a current is applied by applying a voltage between the source 15 and the drain 16, a current proportional to the voltage flows under a low voltage. When a positive voltage is applied to the gate 12, holes that are positive charges are all pushed up to the top of the active layer 14 by the electric field by the applied voltage. Therefore, the portion close to the gate insulating layer 13 has a depletion layer without conduction charge, and in this situation, the amount of low current is reduced because the conduction charge carriers are reduced even when a voltage is applied between the source and the drain. This flows. On the contrary, when a negative voltage is applied to the gate 12, an accumulation layer in which positive charges are induced near the gate insulating layer 13 is formed by the effect of the electric field caused by the applied voltage. At this time, since there are many conducting charge carriers between the source 15 and the drain 16, more current can flow. Accordingly, the current flowing between the source 15 and the drain 16 by alternately applying a positive voltage and a negative voltage to the gate 12 while a voltage is applied between the source 15 and the drain 16. Can be controlled.

그러나, 전류구동 소자인 유기 박막 트랜지스터를 효율적으로 구동하기 위해 서는 수백mA/㎠의 전류가 필요하지만, 유기물 분자 간의 결합을 따라 전하의 이동이 어려워 낮은 이동도에 의해 낮은 전압레벨(수십 마이크로)의 특성을 갖는다. However, in order to efficiently drive the organic thin film transistor, which is a current driving element, a current of several hundred mA / cm 2 is required, but it is difficult to transfer charges along the bond between organic molecules, resulting in low voltage level (tens of micros) due to low mobility. Has characteristics.

이를 극복하기 위해, 게이트절연층(13)에 무기물 박막을 삽입하여 무기물박막의 고유전율을 이용해 전하의 이동도를 높이거나, 나노절연물질을 게이트절연층(13)에 혼합하여 전하의 이동도를 높이려는 시도가 있으나, 무기물 박막을 게이트절연층(13)에 추가하는 경우 유기 박막 트랜지스터가 갖는 유연성에 부합되지 못하고, 복합 무기물질을 삽입하는 공정은 복잡한 제작공정이 포함되는 문제점이 있다.To overcome this, an inorganic thin film is inserted into the gate insulating layer 13 to increase the mobility of charge using the high dielectric constant of the inorganic thin film, or a nano insulating material is mixed with the gate insulating layer 13 to improve the mobility of the charge. Although there is an attempt to increase, when the inorganic thin film is added to the gate insulating layer 13, the flexibility of the organic thin film transistor does not match, and the process of inserting the composite inorganic material has a problem of including a complicated manufacturing process.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안되는 것으로, 유기 박막 트랜지스터의 전하 이동도를 개선하여 낮은 전압레벨을 높일 수 있는 유기 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is proposed to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an organic thin film transistor and a method of manufacturing the same can improve the charge mobility of the organic thin film transistor to increase the low voltage level.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기 박막 트랜지스터는 기판 상에 형성된 게이트전극; 상기 게이트전극을 포함하는 기판 상에 형성된 게이트절연층; 상기 게이트절연층 상에 나노 입자들로 이루어진 나노 물질층; 상기 나노 물질층을 포함하는 전체 구조 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 소스 및 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다. An organic thin film transistor of the present invention for achieving the above object is a gate electrode formed on a substrate; A gate insulating layer formed on the substrate including the gate electrode; A nano material layer made of nano particles on the gate insulating layer; An active layer formed on the entire structure including the nanomaterial layer; And a source and a drain electrode formed on the active layer.

특히, 나노 입자는 분극 성질을 나타내는 전이금속인 것을 특징으로 하고, 나노 입자는 은나노 입자이거나 또한, 나노 입자는 Au, Cr, Cu 및 Fe로 인 것을 특징으로 하며, 나노 물질층은 상기 나노 입자들이 상기 게이트절연층의 표면을 70％∼85％의 비율로 분포된 것을 특징으로 한다.In particular, the nanoparticles are characterized in that the transition metal exhibiting polarization properties, the nanoparticles are silver nanoparticles, or nanoparticles are characterized by being Au, Cr, Cu and Fe, the nanomaterial layer is The surface of the gate insulating layer is distributed in a proportion of 70% to 85%.

또한, 활성층은 펜타신(Pentacene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리티오펜(Polythiophene), 프탈로시아닌(Phthalocyanine), Poly(3-hexylthiophene), Poly(3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α-ω-di-hexyl-hexathiophene, α -ω-hexathiophene, C60, Bis(dithienothiophene) 및 Dihexyl-anthradithiophene으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the active layer is pentacin (Pentacene), polyacetylene (Polyacetylene), polythiophene (Polythiophene), phthalocyanine (Phthalocyanine), Poly (3-hexylthiophene), Poly (3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α- It is characterized in that any one selected from the group consisting of ω-di-hexyl-hexathiophene, α -ω-hexathiophene, C 60 , Bis (dithienothiophene) and Dihexyl-anthradithiophene.

또한, 게이트절연층은 유기물 또는 무기물이며, 무기물은 실리콘산화막 또는 실리콘질화막이고, 유기물은 PVP(Poly 4-Vinlyphenol), PVA(Polyvinly Alcohol) 및 PI(Polyimide), PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the gate insulating layer is an organic material or an inorganic material, and an inorganic material is a silicon oxide film or a silicon nitride film. It is characterized in that any one selected.

또한, 본 발명의 유기 박막 트랜지스터의 제조방법은 기판 상에 게이트전극을 형성하는 단계; 상기 게이트전극을 포함하는 기판 상에 게이트절연층을 형성하는 단계; 상기 게이트절연층 상에 나노 입자들로 이루어진 나노 물질층을 형성하는 단계; 상기 나노 물질층을 포함하는 전체 구조 상에 활성층을 형성하는 단계; 상기 활성층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing an organic thin film transistor of the present invention comprises the steps of forming a gate electrode on the substrate; Forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode; Forming a nanomaterial layer made of nanoparticles on the gate insulating layer; Forming an active layer on the entire structure including the nanomaterial layer; And forming source and drain electrodes on the active layer.

특히, 나노 입자는 분극 성질을 나타내는 전이금속인 것을 특징으로 하고, 나노 입자는 은나노 입자이거나 또한, 나노 입자는 Au, Cr, Cu 및 Fe로 인 것을 특징으로 하며, 나노 물질층은 상기 나노 입자들이 상기 게이트절연층의 표면을 70％∼85％의 비율로 분포된 것을 특징으로 한다.In particular, the nanoparticles are characterized in that the transition metal exhibiting polarization properties, the nanoparticles are silver nanoparticles, or nanoparticles are characterized by being Au, Cr, Cu and Fe, the nanomaterial layer is The surface of the gate insulating layer is distributed in a proportion of 70% to 85%.

또한, 상기 게이트절연층 상에 상기 나노 입자들을 포함하는 용액을 도포하는 단계; 경화를 통해 상기 용액에서 상기 나노 입자들만 석출하는 단계를 포함하고, 용액을 도포하는 단계는, 나노임프린트(Nano Imprint)법 또는 스핀코팅(Spin Coating)법을 사용하여 실시하며, 경화는, UV법 또는 열경화법으로 실시하는 것을 특징으로 한다.In addition, applying a solution containing the nanoparticles on the gate insulating layer; Precipitating only the nanoparticles in the solution through the curing, the step of applying the solution, is carried out using a nano imprint method or spin coating method, the curing, UV method Or it carries out by the thermosetting method.

또한, 활성층은 펜타신(Pentacene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리티오펜(Polythiophene), 프탈로시아닌(Phthalocyanine), Poly(3-hexylthiophene), Poly(3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α-ω-di-hexyl-hexathiophene, α-ω-hexathiophene, C60, Bis(dithienothiophene) 및 Dihexyl-anthradithiophene으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the active layer is pentacin (Pentacene), polyacetylene (Polyacetylene), polythiophene (Polythiophene), phthalocyanine (Phthalocyanine), Poly (3-hexylthiophene), Poly (3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α- It is characterized in that any one selected from the group consisting of ω-di-hexyl-hexathiophene, α-ω-hexathiophene, C 60 , Bis (dithienothiophene) and Dihexyl-anthradithiophene.

또한, 게이트절연층은 유기물 또는 무기물이며, 무기물은 실리콘산화막 또는 실리콘질화막이고, 유기물은 PVP(Poly 4-Vinlyphenol), PVA(Polyvinly Alcohol) 및 PI(Polyimide), PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the gate insulating layer is an organic material or an inorganic material, and an inorganic material is a silicon oxide film or a silicon nitride film. It is characterized in that any one selected.

상술한 본 발명에 의한 유기 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법은 게이트절연층과 활성층 사이에 나노 물질층을 형성함으로써 전하 이동도가 높고, 구동 전압 및 문턱전압이 낮으며, 후속 공정에 높은 안정성을 갖는 효과가 있다.The organic thin film transistor and the manufacturing method thereof according to the present invention described above have an effect of having high charge mobility, low driving voltage and low threshold voltage, and high stability in subsequent processes by forming a nano material layer between the gate insulating layer and the active layer. There is.

또한, 비휘발성 메모리 효과와 자기장 효과를 증폭시켜 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can improve the performance of the device by amplifying the non-volatile memory effect and the magnetic field effect.

또한, 나노 물질층을 포함하는 유기 박막 트랜지스터는 그렇지 않은 유기 박 막 트랜지스터보다 포화영역(Saturation region) 특성이 우수한 효과가 있다.In addition, the organic thin film transistor including the nanomaterial layer has an effect of superior saturation region characteristics than the organic thin film transistor.

또한, 게이트전극과 소스 및 드레인 전극을 투명한 전극으로 적용하는 경우 투명 박막 트랜지스터로 응용할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the gate electrode, the source and the drain electrode are applied as a transparent electrode, there is an effect that can be applied as a transparent thin film transistor.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention. .

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 구조를 나타내는 사시도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a structure of an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view illustrating a structure of an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(21) 상에 게이트 전극(22)이 형성되고, 게이트 전극(23) 상에 게이트절연층(23)이 형성된다. 그리고, 게이트절연층(23) 상에 게이트절연층(23)의 일부를 덮는 나노 물질층(24)이 형성된다. 그리고, 나노 물질층(24)을 포함하는 전체구조 상에 활성층(25)이 형성된다. 그리고, 활성층(25) 상에 소스전극(26) 및 드레인전극(27)이 형성된다.2 and 3, the gate electrode 22 is formed on the substrate 21, and the gate insulating layer 23 is formed on the gate electrode 23. The nano material layer 24 covering a part of the gate insulating layer 23 is formed on the gate insulating layer 23. The active layer 25 is formed on the entire structure including the nanomaterial layer 24. The source electrode 26 and the drain electrode 27 are formed on the active layer 25.

이때, 나노 물질층(24)은 유기 박막 트랜지스터의 전하 이동도를 높이기 위한 것으로, 분극 특성을 갖는 전이 금속으로 형성될 수 있으며, 지름이 2nm∼99nm의 크기를 갖는 나노 입자들로 이루어질 수 있다. 이때, 전이 금속은 Ag, Au, Cr, Cu 및 Fe로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 은(Ag)일 수 있다. 특히, 나노 물질층(24)은 게이트절연층(23)의 표면을 70％∼85％의 비율로 덮는 형태로 형성된다.In this case, the nanomaterial layer 24 is to increase the charge mobility of the organic thin film transistor, and may be formed of a transition metal having polarization characteristics, and may be formed of nanoparticles having a diameter of 2 nm to 99 nm. In this case, the transition metal may be any one selected from the group consisting of Ag, Au, Cr, Cu, and Fe, preferably, silver (Ag). In particular, the nanomaterial layer 24 is formed to cover the surface of the gate insulating layer 23 at a rate of 70% to 85%.

또한, 게이트절연층(23)은 유기물 또는 무기물로 형성될 수 있다. 무기물은 실리콘산화막 또는 실리콘질화막일 수 있고, 유기물은 PVP(Poly 4-Vinlyphenol), PVA(Polyvinly Alcohol) 및 PI(Polyimide), PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In addition, the gate insulating layer 23 may be formed of an organic material or an inorganic material. The inorganic material may be a silicon oxide film or a silicon nitride film, and the organic material may be any one selected from the group consisting of Poly 4-Vinlyphenol (PVP), Polyvinly Alcohol (PVA), Polyimide (PI), and Polymethyl methacrylate (PMMA).

또한, 활성층(25)은 펜타신(Pentacene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리티오펜(Polythiophene), 프탈로시아닌(Phthalocyanine), Poly(3-hexylthiophene), Poly(3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α-ω-di-hexyl-hexathiophene, α-ω-hexathiophene, C60, Bis(dithienothiophene) 및 Dihexyl-anthradithiophene으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In addition, the active layer 25 is pentacin (Pentacene), polyacetylene (Polyacetylene), polythiophene (polythiophene), phthalocyanine (Phthalocyanine), Poly (3-hexylthiophene), Poly (3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene , α-ω-di-hexyl-hexathiophene, α-ω-hexathiophene, C 60 , Bis (dithienothiophene) and Dihexyl-anthradithiophene can be any one selected from the group consisting of.

자세히 살펴보면, 소스 및 드레인 전극(26, 27)에 바이어스가 인가되지 않은 상태에서는 활성층(25)에 도핑된 나노 입자들이 활성층(25) 내 불규칙하게 분산되어 있는 상태를 갖는다. 이 때, 소스 및 드레인 전극(26, 27)에 바이어스가 인가되면, 활성층(25) 내부에 불규칙하게 분산되어 있던 나노입자들이 소스 및 드레인 전극(26, 27)의 바이어스에 의하여 정렬되면서 도전성 필라멘트를 구성하게 된다. 이러한, 도전성 필라멘트는 전하(전자 혹은 정공)의 이동경로를 제공하게 되며, 일반적인 반도체물질에 비하여 나노 물질층(24)을 이루는 나노 입자들은 금속물질로 구성되어 있기 때문에 보다 우수한 전하이동능력을 제공할 수 있다. In detail, when the bias is not applied to the source and drain electrodes 26 and 27, nanoparticles doped in the active layer 25 may be irregularly dispersed in the active layer 25. At this time, when bias is applied to the source and drain electrodes 26 and 27, nanoparticles that are irregularly dispersed in the active layer 25 are aligned by the bias of the source and drain electrodes 26 and 27 to form conductive filaments. Will be constructed. Such a conductive filament provides a path of charge (electron or hole), and the nanoparticles constituting the nanomaterial layer 24 are made of a metal material as compared with a general semiconductor material. Can be.

따라서, 전하 이동도가 높고 구동전압 및 문턱전압이 낮으며 후속 공정에서 높은 안정성을 제공할 수 있다. 또한, 게이트절연층(23)과 활성층(25) 사이에 나노 물질층이 형성됨으로써, 비휘발성 메모리 효과와, 자기장 효과를 증폭시켜 소자의 성능 향상을 가져올 수 있다.Thus, the charge mobility is high, the driving voltage and the threshold voltage are low, and high stability can be provided in subsequent processes. In addition, since the nano material layer is formed between the gate insulating layer 23 and the active layer 25, it is possible to amplify the nonvolatile memory effect and the magnetic field effect to improve the performance of the device.

또한, 게이트, 소스, 드레인전극을 투명한 전극으로 사용하여 투명성을 갖는 투명 박막 트랜지스터로도 사용할 수 있다.In addition, the gate, source, and drain electrodes may be used as transparent electrodes, and may be used as transparent thin film transistors having transparency.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 제조방법을 나타내는 공정 단면도이다. 설명의 편의를 위해 도 2와 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention. For convenience of description, the same reference numerals as in FIG. 2 will be used.

도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(21) 상에 게이트전극(22)을 형성한다. 기판(21)은 유리, 플라스틱 소재 및 실리콘으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나의 절연특성을 갖는 물질로 사용할 수 있다. 또한, 플라스틱 소재는 폴리탄산에스테르(PolyCarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이드(PolyMethylMetaAcrlate, PMMA), 폴리디메틸실록산(PolyDiMethylSiloxane; PDMS), 폴리에테르이미드(Polyetherimide, PEI), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES), 폴리에테르이미드(Polyetherimide, PEI), 폴리에스테르(Polyester, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenapthalate, PEN) 및 환형올레핀공중합체(Cyclic Olefin Copolymer, COC)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 게이트 전극(22)은 ITO(Indum Tin-Oxide)와 같은 투명한 전극을 사용할 수 있고, 게이트전극(22)과 소스 및 드레인 전극을 투명한 전극으로 사용하는 경우 투명 박막 트랜지스터를 형성할 수 있다.As shown in FIG. 4A, the gate electrode 22 is formed on the substrate 21. The substrate 21 may be used as a material having any one insulating property selected from the group consisting of glass, plastic material, and silicon. In addition, the plastic material is polycarbonate ester (PC), polymethyl methacrylate (PolyMethylMetaAcrlate, PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), polyetherimide (Polyetherimide, PEI), polyetheretherketone (polyetheretherketone, PEEK), Polyimide (PI), Polyethersulfone (PES), Polyetherimide (PEI), Polyester (Polyester, PET), Polyethylenenaphthalate (PEN) and Cyclic olefin copolymer Any one selected from the group consisting of (Cyclic Olefin Copolymer, COC) can be used. The gate electrode 22 may use a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO), and when the gate electrode 22 and the source and drain electrodes are used as transparent electrodes, a transparent thin film transistor may be formed.

이어서, 게이트전극(22)을 포함하는 기판(21) 상에 게이트절연층(23)을 형성한다. 게이트절연층(23)은 유기물 또는 무기물로 형성될 수 있다. 무기물은 실리콘산화막 또는 실리콘질화막일 수 있고, 유기물은 PVP(Poly 4-Vinlyphenol), PVA(Polyvinly Alcohol) 및 PI(Polyimide), PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.Subsequently, a gate insulating layer 23 is formed on the substrate 21 including the gate electrode 22. The gate insulating layer 23 may be formed of an organic material or an inorganic material. The inorganic material may be a silicon oxide film or a silicon nitride film, and the organic material may be any one selected from the group consisting of Poly 4-Vinlyphenol (PVP), Polyvinly Alcohol (PVA), Polyimide (PI), and Polymethyl methacrylate (PMMA).

도 4b에 도시된 바와 같이, 게이트절연층(23) 상에 나노 입자들로 이루어진 나노 물질층(24)을 형성한다. 나노 물질층(24)을 형성하기 위해 먼저, 게이트절연층(23) 상에 나노 입자들을 포함하는 용액을 도포한다. 이때, 용액의 도포는 나노 임프린트(Nano Imprint)법 또는 스핀코팅(Spin Coating)법을 사용하여 실시할 수 있다. 다음으로, 경화를 실시하여 용액에서 나노 입자들을 석출한다. 이때, 경화는 UV법 또는 열경화법을 실시할 수 있다. 예컨대, 액상의 나노 입자를 스핀 코터를 사용하여 도포시킨 후, 핫 플레이트 위에서 일정 조건으로 가열하여 나노 입자가 석출되도록 함으로써 나노 물질층(24)을 형성할 수 있다. As shown in FIG. 4B, a nanomaterial layer 24 made of nanoparticles is formed on the gate insulating layer 23. In order to form the nanomaterial layer 24, a solution including nanoparticles is first applied onto the gate insulating layer 23. In this case, the coating of the solution may be performed using a nano imprint method or a spin coating method. Next, curing is performed to precipitate nanoparticles from the solution. At this time, curing can be performed by a UV method or a thermosetting method. For example, the nanomaterial layer 24 may be formed by applying liquid nanoparticles using a spin coater and then heating the substrate to a predetermined condition on a hot plate to precipitate the nanoparticles.

이때, 나노 물질층(24)은 유기 박막 트랜지스터의 전하 이동도를 높이기 위한 것으로, 나노 물질층(24)을 이루는 나노 입자는 분극 특성을 갖는 전이 금속일 수 있으며, 그 크기는 지름이 2nm∼99nm일 수 있다. 이때, 전이 금속은 Ag, Au, Cr, Cu 및 Fe로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게 는 은(Ag)일 수 있다. In this case, the nanomaterial layer 24 is to increase the charge mobility of the organic thin film transistor, the nanoparticles constituting the nanomaterial layer 24 may be a transition metal having polarization characteristics, the size is 2nm to 99nm in diameter Can be. In this case, the transition metal may be any one selected from the group consisting of Ag, Au, Cr, Cu, and Fe, preferably, silver (Ag).

특히, 나노 물질층(24)은 나노 입자들이 게이트절연층(23)의 면적에 70％∼85％의 비율로 분포된 형태로 형성할 수 있다. 이는, 나노 입자로 이루어진 나노 물질층(24)이 아닌 금속층으로 형성하거나, 나노 입자들이 게이트절연층(23)의 면적에 100％로 분포되는 경우 분극특성을 얻기 어려워 전하의 이동도를 높일 수 없기 때문이다. 또한, 투명성을 갖지 못하여 투명 박막 트랜지스터로 사용할 수 없다. 따라서, 도포법을 사용하여 게이트절연층(23)의 면적에 70％∼85％의 비율로 나노 입자들이 분포된 나노 물질층(24)을 형성하는 것이 바람직하다. In particular, the nanomaterial layer 24 may be formed in a form in which nanoparticles are distributed in a ratio of 70% to 85% in the area of the gate insulating layer 23. It is difficult to obtain polarization characteristics when the nanoparticles are formed of a metal layer instead of the nanomaterial layer 24 made of nanoparticles, or if the nanoparticles are distributed at 100% in the area of the gate insulating layer 23, and thus the mobility of charge cannot be increased. Because. In addition, it cannot be used as a transparent thin film transistor because it does not have transparency. Therefore, it is preferable to form the nanomaterial layer 24 in which the nanoparticles are distributed in the ratio of 70% to 85% in the area of the gate insulating layer 23 using the coating method.

도 4c에 도시된 바와 같이, 나노 물질층(24)을 포함하는 전체 구조 상에 활성층(25)을 형성한다. 유기 박막 트랜지스터를 형성하기 위해 활성층(25)은 유기물질로 형성한다. 이때, 유기물질은 펜타신(Pentacene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리티오펜(Polythiophene), 프탈로시아닌(Phthalocyanine), Poly(3-hexylthiophene), Poly(3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α-ω-di-hexyl-hexathiophene, α-ω-hexathiophene, C60, Bis(dithienothiophene) 및 Dihexyl-anthradithiophene으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.As shown in FIG. 4C, the active layer 25 is formed on the entire structure including the nanomaterial layer 24. In order to form an organic thin film transistor, the active layer 25 is formed of an organic material. At this time, the organic material is pentacin (Pentacene), polyacetylene (Polyacetylene), polythiophene (Polythiophene), phthalocyanine (Phthalocyanine), Poly (3-hexylthiophene), Poly (3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α It may be any one selected from the group consisting of -ω-di-hexyl-hexathiophene, α-ω-hexathiophene, C 60 , Bis (dithienothiophene) and Dihexyl-anthradithiophene.

이어서, 활성층(25) 상에 활성층(25) 상에 소스 전극(26) 및 드레인 전극(27)을 형성한다. 소스 및 드레인 전극(26, 27)은 게이트전극(22)과 동일한 물질로 형성할 수 있고, 예컨대 ITO와 같은 투명한 전극을 사용할 수 있다. 소스 및 드 레인 전극(26, 27)과 게이트전극(22) 모두 투명한 전극을 사용하는 경우 투명 박막 트랜지스터를 형성할 수 있다.Subsequently, the source electrode 26 and the drain electrode 27 are formed on the active layer 25 on the active layer 25. The source and drain electrodes 26 and 27 may be formed of the same material as the gate electrode 22, and a transparent electrode such as, for example, ITO may be used. When both the source and drain electrodes 26 and 27 and the gate electrode 22 use transparent electrodes, a transparent thin film transistor may be formed.

도 5a 내지 도 5c는 나노 물질층을 나타내는 사진이다.5a to 5c are photographs showing the nanomaterial layer.

도 5a는 나노 물질층을 2차원으로 나타낸 원자힘 현미경의 사진이며, 도 5b는 나노 물질층을 3차원으로 나타낸 원자힘 현미경의 사진이다. 또한, 도 5c는 은나노 입자들이 유전층에 도포된 모습을 전자 현미경 사진을 통해 나타낸 사진이다. FIG. 5A is a photograph of an atomic force microscope showing a nanomaterial layer in two dimensions, and FIG. 5B is a photograph of an atomic force microscope showing a nanomaterial layer in three dimensions. In addition, Figure 5c is a photograph showing the appearance of the silver nanoparticles applied to the dielectric layer through an electron micrograph.

위와 같이, 도 5a 내지 도 5c를 참고하면, 은나노 입자들이 도포되어 있는 것을 알 수 있다. 이렇게 도포되어 있는 은나노 입자들은 소스 및 드레인 전극에 바이어스가 인가되지 않은 상태에서는 불규칙하게 분산되어 있는 상태를 갖는다. 이 때, 소스 및 드레인 전극에 바이어스가 인가되면, 불규칙하게 분산되어 있던 은나노입자들이 소스 및 드레인 전극의 바이어스에 의하여 정렬되면서 도전성 필라멘트를 구성하게 된다. 이러한, 도전성 필라멘트는 전하(전자 혹은 정공)의 이동경로를 제공하게 되며, 은나노 입자들은 일반적인 반도체 물질보다 우수한 전하이동능력을 제공할 수 있다. As described above, referring to FIGS. 5A to 5C, it can be seen that silver nanoparticles are coated. The silver nanoparticles coated in this way have a state in which they are irregularly dispersed without a bias applied to the source and drain electrodes. At this time, when a bias is applied to the source and drain electrodes, the silver nanoparticles that are irregularly dispersed are aligned by the bias of the source and drain electrodes to form a conductive filament. The conductive filaments provide a path of charge (electron or hole), and the silver nanoparticles may provide an excellent charge transfer ability than a general semiconductor material.

따라서, 전하 이동도가 높고 구동전압 및 문턱전압이 낮으며 후속 공정에서 높은 안정성을 제공할 수 있다. 또한, 게이트절연층과 활성층 사이에 나노 물질층이 형성됨으로써, 비휘발성 메모리 효과와, 자기장 효과를 증폭시켜 소자의 성능 향상을 가져올 수 있다.Thus, the charge mobility is high, the driving voltage and the threshold voltage are low, and high stability can be provided in subsequent processes. In addition, the nanomaterial layer is formed between the gate insulating layer and the active layer, thereby amplifying the nonvolatile memory effect and the magnetic field effect, thereby improving performance of the device.

도 6a 및 도 6b는 은나노 입자를 나타내는 그래프이다.6A and 6B are graphs illustrating silver nanoparticles.

도 6a는 UV-VIS 흡수 스펙트럼에서 플라스몬 피크(Plasmon peak)을 나타낸 그래프이다. 도 6a를 참조하면, 플라스몬 피크가 (422nm, 0.4)로 422nm파장에서 0.4의 흡수율을 갖는 것을 알 수 있다. 따라서, 플라스몬 피크가 나타난 물질이 은나노 임을 알 수 있다.Figure 6a is a graph showing the Plasmon peak (Plasmon peak) in the UV-VIS absorption spectrum. Referring to FIG. 6A, it can be seen that the plasmon peak has an absorption rate of 0.4 at 422 nm wavelength at (422 nm and 0.4). Therefore, it can be seen that the material in which the plasmon peak appeared is nano-silver.

도 6b는 X-ray 회절 스펙트럼 분석을 나타낸 그래프이다. 도 6b를 참조하면, 은나노 입자의 분포도를 알 수 있다. 즉, 입사각에 따라 강도(Intensity)가 변화되는데 입사각이 커짐에 따라 은나노 입자가 (1,1,1)방향, (2,0,0)방향, (2,2,0)방향 (3,1,1)방향에서 각각 검출되며, 이때 가장 큰 피크치를 나타낸 (1,1,1)방향에 은나노 입자가 가장 많이 분포되어 있음을 알 수 있다.6B is a graph showing X-ray diffraction spectrum analysis. Referring to FIG. 6B, a distribution diagram of silver nano particles may be known. That is, the intensity changes according to the angle of incidence. As the incident angle increases, the silver nanoparticles move in the (1,1,1) direction, the (2,0,0) direction, and the (2,2,0) direction (3,1). It can be seen that the silver nanoparticles are most distributed in the (1,1,1) direction, which indicates the highest peak value.

위의 도 6a의 실험을 통해 나노 물질층을 형성하기 위한 나노 입자를 확인할 수 있으며, 이렇게 확인된 은나노 입자가 포함된 용액을 액상공정을 사용하여 도핑 및 경화시킴으로써 나노 물질층을 형성할 수 있다. 또한, 도 6b를 통해 나노 물질층에서 나노 입자의 분포도를 확인할 수 있다. The nanoparticles for forming the nanomaterial layer can be confirmed through the experiment of FIG. 6A, and the nanomaterial layer may be formed by doping and curing the solution containing the silver nanoparticles thus identified using a liquid phase process. In addition, the distribution of the nanoparticles in the nanomaterial layer can be confirmed through FIG. 6B.

은나노 입자를 형성하기 위한 방법을 자세한 예로 들면, 먼저 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 에틸렌글리콜(Ethylene glycol)용액에 녹인다. 이어서, PVP가 녹아있는 용액을 100℃에서 마그네틱 스터러를 사용하여 저어준다. 이후, 용액에 AgNO3를 넣어주면 반응이 진행되고, 5분 정도 지나면 은나노 입자가 형성되면서 용액의 색깔이 옅은 갈색으로 변하게 된다. 이렇게, 형성된 은나노 입자 를 도 6a의 실험을 통해 확인하고, 확인된 은나노 입자를 이용하여 나노 물질층을 형성하며, 도 6b의 실험을 통해 은나노 입자의 분포도를 확인할 수 있다.As a detailed example of a method for forming silver nanoparticles, first, polyvinylpyrrolidone (PVP) is dissolved in an ethylene glycol solution. Subsequently, the solution in which PVP is dissolved is stirred at 100 ° C. using a magnetic stirrer. Subsequently, when AgNO 3 is added to the solution, the reaction proceeds, and after about 5 minutes, silver nanoparticles are formed and the color of the solution turns to light brown. Thus, the formed silver nanoparticles are confirmed through the experiment of FIG. 6A, the nanomaterial layer is formed using the identified silver nanoparticles, and the distribution of the silver nanoparticles can be confirmed through the experiment of FIG. 6B.

도 7a 및 도 7b는 비교예와 본 발명의 실시예에서 I-V분포(드레인전류-드레인전압)를 나타내는 그래프이다.7A and 7B are graphs showing an I-V distribution (drain current-drain voltage) in a comparative example and an embodiment of the present invention.

도 7a는 나노 물질층이 형성되지 않은 비교예의 I-V분포이며, 도 7b는 나노 물질층을 포함하는 본 발명의 실시예의 I-V분포다. 도 7a 및 도 7b를 비교하면, 게이트전압 -40V, 드레인전압 -30V 일때 도 7a에서 드레인전류가 -36㎂ 인데 반해, 도 7b에서 드레인전류가 -90㎂으로 2배 이상 낮은 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예인 도 7b의 그래프에서 드레인전류가 비교예에 비해 포화전류가 매우 크다는 것을 알 수 있다.7A is an I-V distribution of a comparative example in which no nanomaterial layer is formed, and FIG. 7B is an I-V distribution of an embodiment of the present invention including a nanomaterial layer. 7A and 7B, when the gate voltage is -40V and the drain voltage is -30V, the drain current is -36 mA in FIG. 7A, whereas the drain current is -90 mA, which is twice or more lower in FIG. 7B. That is, in the graph of FIG. 7B, which is an embodiment of the present invention, it can be seen that the drain current is much larger than that of the comparative example.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 유기 박막 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a structure of an organic thin film transistor;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도,2 is a cross-sectional view illustrating a structure of an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 구조를 나타내는 사시도,3 is a perspective view showing the structure of an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention;

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 제조방법을 나타내는 공정 단면도,4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention;

도 5a 내지 도 5c는 나노 물질층을 나타내는 사진,5a to 5c are photographs showing the nanomaterial layer,

도 6a 및 도 6b는 은나노 입자를 나타내는 그래프,6A and 6B are graphs showing silver nanoparticles,

도 7a 및 도 7b는 비교예와 본 발명의 실시예에서 I-V분포를 나타내는 그래프.7A and 7B are graphs showing I-V distribution in Comparative Examples and Examples of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

21 : 기판 22 : 게이트전극21 substrate 22 gate electrode

23 : 게이트절연층 24 : 나노 물질층23: gate insulating layer 24: nano material layer

25 : 활성층 26 : 소스 전극25 active layer 26 source electrode

27 : 드레인 전극27: drain electrode

Claims (19)

기판 상에 형성된 게이트전극;A gate electrode formed on the substrate; 상기 게이트전극을 포함하는 기판 상에 형성된 게이트절연층;A gate insulating layer formed on the substrate including the gate electrode; 상기 게이트절연층 상에 나노 입자들로 이루어진 나노 물질층;A nano material layer made of nano particles on the gate insulating layer; 상기 나노 물질층을 포함하는 전체 구조 상에 형성된 활성층; 및An active layer formed on the entire structure including the nanomaterial layer; And 상기 활성층 상에 형성된 소스 및 드레인 전극Source and drain electrodes formed on the active layer 을 포함하는 유기 박막 트랜지스터.Organic thin film transistor comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노 입자는 분극 성질을 나타내는 전이금속인 유기 박막 트랜지스터.The nanoparticles are organic thin film transistors that are transition metals exhibiting polarization properties. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 나노 입자는 은나노 입자인 유기 박막 트랜지스터.The nanoparticles are silver thin film transistors. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 나노 입자는 Au, Cr, Cu 및 Fe로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하 나인 유기 박막 트랜지스터.The nanoparticles are any one selected from the group consisting of Au, Cr, Cu and Fe. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노 물질층은 상기 나노 입자들이 상기 게이트절연층의 면적에 70％∼85％의 비율로 분포된 유기 박막 트랜지스터.The nanomaterial layer is an organic thin film transistor in which the nanoparticles are distributed in an area of 70% to 85% in the area of the gate insulating layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 활성층은 펜타신(Pentacene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리티오펜(Polythiophene), 프탈로시아닌(Phthalocyanine), Poly(3-hexylthiophene), Poly(3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α-ω-di-hexyl-hexathiophene, α-ω-hexathiophene, C60, Bis(dithienothiophene) 및 Dihexyl-anthradithiophene으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 유기 박막 트랜지스터.The active layer is pentacin (Pentacene), polyacetylene (Polyacetylene), polythiophene (Polythiophene), phthalocyanine (Phthalocyanine), Poly (3-hexylthiophene), Poly (3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α-ω An organic thin film transistor selected from the group consisting of -di-hexyl-hexathiophene, α-ω-hexathiophene, C 60 , Bis (dithienothiophene), and Dihexyl-anthradithiophene. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트절연층은 유기물 또는 무기물인 유기 박막 트랜지스터.And the gate insulating layer is an organic thin film transistor. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 무기물은 실리콘산화막 또는 실리콘질화막이고, 상기 유기물은 PVP(Poly 4-Vinlyphenol), PVA(Polyvinly Alcohol) 및 PI(Polyimide), PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 유기박막 트랜지스터.The inorganic material is a silicon oxide film or a silicon nitride film, the organic material is any one selected from the group consisting of polyvinylphenol (PVP), polyvinly alcohol (PVA) and polyimide (PI), polymethyl methacrylate (PMMA). 기판 상에 게이트전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode on the substrate; 상기 게이트전극을 포함하는 기판 상에 게이트절연층을 형성하는 단계;Forming a gate insulating layer on the substrate including the gate electrode; 상기 게이트절연층 상에 나노 입자들로 이루어진 나노 물질층을 형성하는 단계;Forming a nanomaterial layer made of nanoparticles on the gate insulating layer; 상기 나노 물질층을 포함하는 전체 구조 상에 활성층을 형성하는 단계; 및Forming an active layer on the entire structure including the nanomaterial layer; And 상기 활성층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계Forming a source and a drain electrode on the active layer 를 포함하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.Method for manufacturing an organic thin film transistor comprising a. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 나노 입자는 분극 성질을 갖는 전이금속인 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.The nanoparticle is a method of manufacturing an organic thin film transistor which is a transition metal having a polarization property. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 나노 입자는 은나노 입자인 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.The nanoparticles are silver nanoparticles manufacturing method of an organic thin film transistor. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 나노 입자는 Au, Cr, Cu 및 Fe로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.The nanoparticles are any one selected from the group consisting of Au, Cr, Cu and Fe. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 나노 물질층은 상기 나노 입자들이 상기 게이트절연층의 면적에 70％∼85％의 비율로 분포된 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.The nanomaterial layer is a method of manufacturing an organic thin film transistor in which the nanoparticles are distributed in an area of 70% to 85% in the area of the gate insulating layer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계는,Forming the nano material layer, 상기 게이트절연층 상에 상기 나노 입자들을 포함하는 용액을 도포하는 단계; 및Applying a solution including the nanoparticles on the gate insulating layer; And 경화를 통해 상기 용액에서 상기 나노 입자들만 석출하는 단계를 포함하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.The method of manufacturing an organic thin film transistor comprising the step of depositing only the nanoparticles in the solution through curing. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 용액을 도포하는 단계는,The step of applying the solution, 나노임프린트(Nano Imprint)법 또는 스핀코팅(Spin Coating)법을 사용하여 실시하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.A method of manufacturing an organic thin film transistor, which is carried out using a nano imprint method or a spin coating method. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 경화는,The curing is, UV법 또는 열경화법으로 실시하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.The manufacturing method of the organic thin film transistor performed by UV method or a thermosetting method. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 활성층은 펜타신(Pentacene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리티오펜(Polythiophene), 프탈로시아닌(Phthalocyanine), Poly(3-hexylthiophene), Poly(3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α-ω-di-hexyl-hexathiophene, α -ω-hexathiophene, C60, Bis(dithienothiophene) 및 Dihexyl-anthradithiophene으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.The active layer is pentacin (Pentacene), polyacetylene (Polyacetylene), polythiophene (Polythiophene), phthalocyanine (Phthalocyanine), Poly (3-hexylthiophene), Poly (3-alkylthiophene), α-ω-hexahtiophene, α-ω -di-hexyl-hexathiophene, α -ω-hexathiophene, C 60 , Bis (dithienothiophene) and Dihexyl-anthradithiophene manufacturing method of any one of the group consisting of organic thin film transistor. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 게이트절연층은 유기물 또는 무기물인 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.And the gate insulating layer is an organic or inorganic material. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 무기물은 실리콘산화막 또는 실리콘질화막이고, 상기 유기물은 PVP(Poly 4-Vinlyphenol), PVA(Polyvinly Alcohol) 및 PI(Polyimide), PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 유기박막 트랜지스터의 제조방법.The inorganic material is a silicon oxide film or silicon nitride film, the organic material is any one selected from the group consisting of PVP (Poly 4-Vinlyphenol), PVA (Polyvinly Alcohol) and PI (Polyimide), PMMA (Polymethyl methacrylate) Way.
KR1020070117828A 2007-11-19 2007-11-19 Organic thinfilm transistor and method for fabricating the same KR20090051439A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070117828A KR20090051439A (en) 2007-11-19 2007-11-19 Organic thinfilm transistor and method for fabricating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070117828A KR20090051439A (en) 2007-11-19 2007-11-19 Organic thinfilm transistor and method for fabricating the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090051439A true KR20090051439A (en) 2009-05-22

Family

ID=40859505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070117828A KR20090051439A (en) 2007-11-19 2007-11-19 Organic thinfilm transistor and method for fabricating the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090051439A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011081473A2 (en) * 2009-12-31 2011-07-07 성균관대학교산학협력단 Transparent graphene electrode, and flexible silicon thin film semiconductor device containing same
KR101375124B1 (en) * 2009-10-16 2014-03-14 그래핀스퀘어 주식회사 Graphene transparent electode and flexible silicon thin film semiconductor device having the same
US8916057B2 (en) 2009-10-16 2014-12-23 Graphene Square, Inc. Roll-to-roll transfer method of graphene, graphene roll produced by the method, and roll-to-roll transfer equipment for graphene
US9111789B2 (en) 2013-06-10 2015-08-18 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor array panel
CN111769162A (en) * 2020-06-28 2020-10-13 贵州民族大学 Amorphous oxide thin film transistor with top gate structure and preparation method thereof
US10886501B2 (en) 2010-01-15 2021-01-05 Graphene Square, Inc. Graphene protective film serving as a gas and moisture barrier, method for forming same, and use thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101375124B1 (en) * 2009-10-16 2014-03-14 그래핀스퀘어 주식회사 Graphene transparent electode and flexible silicon thin film semiconductor device having the same
US8916057B2 (en) 2009-10-16 2014-12-23 Graphene Square, Inc. Roll-to-roll transfer method of graphene, graphene roll produced by the method, and roll-to-roll transfer equipment for graphene
US9782963B2 (en) 2009-10-16 2017-10-10 Graphene Square, Inc. Roll-to-roll transfer method of graphene, graphene roll produced by the method, and roll-to-roll transfer equipment for graphene
WO2011081473A2 (en) * 2009-12-31 2011-07-07 성균관대학교산학협력단 Transparent graphene electrode, and flexible silicon thin film semiconductor device containing same
WO2011081473A3 (en) * 2009-12-31 2011-11-17 성균관대학교산학협력단 Transparent graphene electrode, and flexible silicon thin film semiconductor device containing same
US10886501B2 (en) 2010-01-15 2021-01-05 Graphene Square, Inc. Graphene protective film serving as a gas and moisture barrier, method for forming same, and use thereof
US9111789B2 (en) 2013-06-10 2015-08-18 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor array panel
CN111769162A (en) * 2020-06-28 2020-10-13 贵州民族大学 Amorphous oxide thin film transistor with top gate structure and preparation method thereof
CN111769162B (en) * 2020-06-28 2024-05-07 贵州民族大学 Amorphous oxide thin film transistor with top gate structure and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shih et al. High performance transparent transistor memory devices using nano-floating gate of polymer/ZnO nanocomposites
Fukuda et al. Fully solution-processed flexible organic thin film transistor arrays with high mobility and exceptional uniformity
Wang et al. Graphene based non‐volatile memory devices
Star et al. Nanotube optoelectronic memory devices
US8847313B2 (en) Transparent electronics based on transfer printed carbon nanotubes on rigid and flexible substrates
TWI300273B (en)
JP6268162B2 (en) Thin film transistor
Zhou et al. Solution processed molecular floating gate for flexible flash memories
Ribierre et al. Hybrid organic–inorganic liquid bistable memory devices
Jang et al. Graphene–graphene oxide floating gate transistor memory
KR20090051439A (en) Organic thinfilm transistor and method for fabricating the same
Zhou et al. Localized Surface Plasmon Resonance-Mediated Charge Trapping/Detrapping for Core–Shell Nanorod-Based Optical Memory Cells
US20110186830A1 (en) Method of Making Organic Thin Film Transistors Using a Laser Induced Thermal Transfer Printing Process
Tseng et al. Electric bistability in pentacene film-based transistor embedding gold nanoparticles
Wang et al. Nonvolatile transistor memory with self-assembled semiconducting polymer nanodomain floating gates
Kim et al. Charge transport in poly (3-butylthiophene) nanowires and their nanocomposites with an insulating polymer
JP2006128691A (en) Manufacturing method for tft, and display device
Yao et al. Two-terminal nonvolatile memories based on single-walled carbon nanotubes
Xu et al. Regulating charge injection in ambipolar organic field-effect transistors by mixed self-assembled monolayers
Park et al. Multilevel nonvolatile memristive and memcapacitive switching in stacked graphene sheets
US20090278117A1 (en) Organic thin film transistor, method of manufacturing the same, and biosensor using the transistor
Chang et al. Nonvolatile organic thin film transistor memory devices based on hybrid nanocomposites of semiconducting polymers: gold nanoparticles
Jeon et al. Functionalized organic material platform for realization of ternary logic circuit
Gupta et al. Covalent assembly of gold nanoparticles: an application toward transistor memory
KR101659816B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J501 Disposition of invalidation of trial