인쇄전자 기술을 활용한 지능형 반도체 소자 구현을 위한 유기전계효과 트랜지스터 소자의 광파 어닐링 효과 연구

• Published in: 한국화상학회지 Vol. 26; no. 3; pp. 78 - 85
• Main Authors: 권미정, Mi Jeong Kwon, 박운익, Woon Ik Park, 임영수, Young Soo Lim, 남수용, Suyong Nam, 백강준, Kang-jun Baeg
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국화상학회 30.09.2020
• Subjects: annealing; light wave; organic field-effect transistors; polymer semiconductors; printed electronics; 기타공학; light wave; polymer semiconductors; printed electronics; annealing; organic field-effect transistors
• ISSN: 1226-0517; 2288-9604

본 논문에서는 유연/인쇄 전자 기술을 활용해 고성능의 유기물 반도체 기반 트랜지스터를 개발하고, 이를 통해 인공지능용 반도체 및 폴리모픽 전자회로에 응용하기 위해 공액구조 고분자 반도체 소재의 광파 어닐링 방법에 따른 특성 향상 효과를 연구하였다. 일반적으로 열처리를 위해 가장 많이 활용되는 핫플레이트의 경우 반도체 소자 특성의 균일도 문제와 높은 온도 및 열-용량으로 인한 플라스틱 기판 사용의 제한, 긴 어닐링 시간 등의 문제로 인해 실제 산업에서 활용하는데 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 광파를 활용한 효과적인 유기물 반도체 필름의 열처리 공정을 개발함으로써 Roll-to-Roll 방식의 고속/대면적 인쇄 공정에 적합한 열처리 방법과 반도체 층 전체의 높은 결정화도 유도를 통한 성능 향상과 소자 균일도 개선을 위한 방법을 개발하였다. Here we study new post-treatment methods of polymeric semiconductors for the applications of printed and flexible electronics. In contrast to the conventional thermal process using a hotplate, our lightwave-assisted annealing could provide an efficient and fast way both for enhancing the molecular packing order and increasing the crystallinity of organic semiconductor thin-films through the transfer of thermal energy efficiently into the inside of the active layer. After light-wave annealing process, OFETs exhibited higher field-effect mobilities and consistent performance with a little standard deviation of electronic fundamental parameters in comparison to those of the hotplate treatment. Therefore, it is expected to be widely applied for mass productive and large area printed and flexible applications.