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유기 전계효과 트랜지스터의 접촉 이슈

전문가 제언: ○ 최근에 개발된 유기반도체는 유기 전계효과 트랜지스터(OFETs: organic field-effect transistors)에서 전하이동도가 결정상에서는 10 cm2/V 그리고 비정질상에서는 2cm2/V를 보여주고 있어 기존의 다결정 실리콘 금속산화물 전계효과 트랜지스터(Si MOSFETs) 특성에 근접하고 있다. 그러나 유기물이나, 금속산화물이나, 카본 반도체를 사용하는 새로운 FETs에서는 접촉저항이 전극과 반도체의 접촉이 다른 물질로 이루어져 있기 때문에 좋지 않다.

○ OFETs에서의 접촉 이슈를 개선하기 위해 SAMs, 삽입층, 비금속 전극을 고찰하였는데, 제조공정 측면에서는 SAMs이 낮은 온도에서 용이하게 제조 가능하고 일함수 조절 범위가 넓으며 n- and p-type 반도체에 모두 가능하다. 고온 안정성을 요구하는 경우에는 금속산화물 삽입층이 선호되고 있으며, 그래핀과 탄소나노튜브는 가볍고 고온 특성이 우수하고 유기반도체에 가장 적합하나 까다로운 제조공정의 개선이 선결되어야 한다.

○ 국내의 대학 및 산업체에서 유기반도체 및 OFETs에 대한 많은 연구개발이 10년 이상 진행되어 오고 있으며, 그 결과로 실험실적으로는 OFETs의 전하이동도가 기존의 비정질 Si 정도로 빠르나, 상용화를 하기 위해서는 접촉저항에서의 한계를 극복하기 위한 연구와 디바이스의 신뢰성과 안정성 확보에 대한 개발이 요구되고 있다.

○ OFETs에서 전하 주입이 잘되고 접촉저항을 낮추기 위해서 계면간의 접촉 이슈를 해결하는 방안, 전하량과 전도도를 높여 전하 주입 특성을 개선한 유기반도체의 개발, 제조공정상에서의 안정성 확보에 대한 기술들이 개발되고 있으므로 디바이스에 적용할 만한 신뢰성 확보도 가까운 장래에 실현 가능할 것으로 예측된다.

저자: Chuan Liu,Yong Xu, and Yong0Young Noh
자료유형: 학술정보