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화학적 생물학적 감지를 위한 유기박막트랜지스터

전문가 제언: ○ 박막트랜지스터(TFT, Thin-Film Transistor)는 기판에 능동 반도체 층, 유전체 층, 금속 접점 등을 박막 형태로 증착한 전계효과 트랜지스터의 일종으로 실리콘 웨이퍼를 기판으로 사용하는 전통적인 트랜지스터와 달리 대개 유리 기판을 사용한다.

○ 일반적인 TFT 재료는 실리콘으로 비정질 실리콘, 마이크로결정 실리콘, 소결을 통한 다결정 실리콘 등이 있다. 이외에 카드뮴 셀레나이드(CdSe)와 같은 화합물 반도체, 산화아연과 같은 금속산화물 반도체 등이 있다. 또한 유기 반도체 재료를 사용한 유기박막트랜지스터(OTFT, Organic Thin-Film Transistor), 투명한 반도체 및 전극 재료를 사용한 투명 TFT도 제작할 수 있다.

○ 본고에서는 OTFT에 대해 주로 화학 및 생물학적 감지 응용을 위주로 소개한다. OTFT의 일반적인 형태는 기판에 게이트를 형성하고 그 위에 유기반도체 채널 및 드레인/소스 전극을 형성한 것이다. OTFT는 저온 용액공정이나 직접인쇄 등을 이용하여 비교적 저비용으로 대면적의 유연한 전자제품을 제작하는데 활용할 수 있다. 그러나 OTFT의 실용화를 위해서는 비정질 실리콘 TFT와 같은 수준의 성능을 유지하며 보다 긴 수명을 확보하기 위한 연구가 필요하다.

○ 국내의 개발 사례로 펜타센 유기반도체 박막을 사용한 저전압 구동 OTFT(2007년 연세대), 유기 폴리머 유전체를 사용한 이중게이트 InGaZnO 박막트랜지스터(2009년 연세대), 전립선 특이항원 검출을 위한 유기전기화학트랜지스터기반 면역센서(2010년 성균관대), 고리형 올레핀 고분자 절연층과 n-형 유기반도체를 이용한 상보적 유기 전자회로(2010년 포스텍) 등이 있다. 생체감지와 같은 성장잠재력이 큰 응용분야를 겨냥하여 새로운 유기반도체 재료 및 TFT 구조의 탐구, 저비용 제조기술 개발을 통해 실용화가 앞당겨 질 수 있기를 기대한다.

저자: Peng Lin, Feng Yan
자료유형: 학술정보