KR101144474B1 - 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유기 박막트랜지스터 제조방법은, 기판상에 형성된 게이트전극; 상기 게이트전극을 포함한 기판상에 형성된 게이트절연막; 상기 게이트절연막상에 형성된 제1유기물질막과 상기 제1유기물질막을 구성되고, 적어도 제2유기물질막의 일부분을 노출시키는 개구부를 갖는 활성층; 상기 적어도 제2유기물질막의 개구부를 제외한 제2유기물질막과 제1유기물지막상에 형성된 제3유기물질막; 및 상기 제2유기막의 개구부 및 제3유기물질막상에 형성된 소스/드레인전극;을 포함하여 구성되며, 본 발명에 따른 유기 박막트랜지스터 제조방법은, 기판상에 게이트전극을 형성하는 단계; 상기 게이트전극을 포함한 기판상에 게이트절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트절연막상에 제1유기물질막과 상기 제1유기물질막을 적층하는 단계; 상기 제1유기물질막과 제2유기물질막중 적어도 상기 제2유기물질막에 개구부를 형성하는 단계; 상기 적어도 제2유기물질막의 개구부를 제외한 제2유기물질막과 제1유기물질막상에 제3유기물질막을 형성하는 단계; 및 상기 개구부 및 제3유기물질막상에 소스/드레인전극을 형성하는 단계;를 포함하여 구성된다.
유기물질막, 펜타센, 유기 박막트랜지스터, 활성층, 새도우마스크

Description

유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법{ORGANIC THIN FILM TRANSISTOR AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 따른 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도.
- 도면의 주요부분에 대한 부호설명 -
111 : 기판 113 : 게이트전극
115 : 게이트절연막 117, 117a : 제1유기물질막
119a : 제2유기물질막 125 : 제3유기물질막
125a : 개구부 131 : 소스/드레인전극
본 발명은 표시장치의 박막트랜지스터 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세 하게는 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근에, 음극선관(cathode ray tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치는 액정표시장치 (liquid crystal display; LCD), 전계방출표시장치(field emission display; FED), 플라즈마 디스플레이패널(plasma display panel; PDP), 일렉트로루미네센스 (electro-luminesence display; EL) 등이 있다.
이와 같은 평판표시장치의 표시품질을 높이고 대화화면을 시도하는 연구들이 활발하게 진행되고 있다.
이들중 PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박단소하면서도 대화화면에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 크다는 단점이 있다.
이에 비하여, 스위칭소자로서 박막트랜지스터가 적용된 액티브 매트릭스 LCD는 반도체공정을 이용하기 때문에 대화면화에는 어려움이 있지만 노트북 컴퓨터의 표시소자로 주로 이용되면서 수요가 늘고 있다.
또한, LCD는 백라이트 유니트로 인하여 소비전력이 크다는 단점이 있다. 이에 더하여 LCD는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학소자들에 의해 광손실이 많고 시야각이 좁다는 단점이 있다.
이에 비하여, EL소자는 발광층의 재료에 따라 무기 EL과 유기 EL로 대별되며, 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 크다는 장점이 있다.
상술한 각종 디스플레이소자에 대한 미래 정보화사회의 경향은 모바일 영역에서 표시품질의 고성능화와 함께 편리함을 추구할 수 있는, 종이 같은 플레시블 디스플레이(paper-like flexible display)라는 새로운 시장이라고 할 수 있다.
이러한 플렉시블 디스플레이를 구현하기 위해서는 능동 구동소자 어레이개발에 있어서는 저원가 공정적용이 용이하면서 소자의 유연성과 내구성이 우수할 것이 요구된다.
이러한 요건을 갖춘 소자로서 유기반도체소자를 예로 들 수 있는데, 현재 연구되고 있는 유기반도체 재료로서는 폴리페닐렌(poly(phenylene)s), 단부가 치환된 티오펜 올리고머(end-substituted thiophene oligomers), 펜타센(pentacene), 프탈로시아닌(phthalocyanine), 레지오레귤러 폴리(3-알킬티오펜)(regioregular poly(3-alkylthiphene)등을 들 수 있다.
플렉시블 디스플레이의 개발에 있어서 중요한 분야중 하나가 바로 상기 유기반도체 재료를 이용한 패터닝공정이라고 할 수 있다. 유기반도체는 반도체 특성을 나타내는 공액성 유기고분자인 폴리아세틸렌이 개발된 후, 유기물의 특성 즉 합성방법의 다양함, 섬유나 필름 형태로의 성형이 용이함, 유연성, 전도성, 저렴한 생산비때문에 새로운 전기전자 재료로서 기능성 전자소자 및 광소자 등 광범위한 분야에서 활발한 연구가 이루어지고 있다.
이러한 전도성 고분자를 이용한 소자중에서 유기물을 활성층으로 사용하는 유기 박막트랜지스터(Organic TFT; OTFT)에 관한 연구는 1980년 이후부터 시작되었으며, 근래에는 전세계에서 많은 연구가 진행중에 있다. 상기 OTFT는 Si-TFT와 구 조적으로 거의 같은 형태로서, 반도체영역에 Si대신에 유기물을 사용한다는 차이점이 있다.
하지만, 제작공정면에서 Si-TFT에 비하여 간단하고 비용이 저렴하다는 장점을 가지고 있다.
이와 같이, 무기물질을 저렴한 유기화합물로 대체하는 것이 현재 큰 관심이 되고 있다. π - 커뉴게이트된 다수의 유기물질이 TFT내의 활성층으로 사용되어 왔으나 이들 물질은 불량한 전기적 성능을 갖고 있고, 대량 생산공정으로 제조하기가 곤란하거나 대기중의 산소 및 물의 공격에 대한 불충분한 내성으로 인하여 장치의 수명이 단축되는 등의 문제점을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.
유기반도체물질을 이용한 공정은 크게 폴리머 반도체(polymer semiconductor) 공정과 유기반도체(organic semiconductor) 공정의 두분야로 나눌 수 있다.
폴리머 반도체공정은 고분자를 반도체 재료로 이용하는데, 고분자 물질을 용매에 용해시킨후 기판상에 스핀 코팅 등의 기술로 적용하고 용매를 증발시킨후 패터닝하는 기술이다.
이에 비하여 유기 반도체공정은 고분자가 아닌 저분자량의 유기물을 이용하는 공정인데, 현재까지는 적용가능한 재료를 용이하게 용해시킬 수 있는 용매가 없다. 대표적인 유기물로서는 펜타센을 예로 들 수 있다. 펜타센은 다섯개의 벤젠 고리를 가진 작은 방향성 탄화수소물질이다. 이 구조는 이중과 단일 결합을 가진 펜타센 분자가 연속적으로 결합되어 있고, 분자내에서 전자의 움직임은 매우 빠르나 분자간의 이동은 전자의 호핑(hopping)으로 이루어지므로 분자의 밀집도 (close-packing)가 캐리어의 이동도에 직접적인 영향을 주게 된다. 펜타센은 매우 높은 전계효과 이동도(mobility)를 제공하나, 이는 고진공하에서 증착된 경우에만 그러한 것으로 보고되어 있다.
또한, 용해 가능한 전구체는 액체 공정을 가능하게 하는 치환된 펜타센에 대하여 보고되어 있다. 그러나, 증착된 패턴에 비하여 성능이 월등하게 저하되며, 활성층 형성을 위해서 이 물질을 액체공정으로 적용한 이후, 진공하에서 상대적으로 높은 온도(140~180℃)로 가열할 필요가 있다.
결국, 이러한 유기반도체물질을 기판상에 적용하기 위한 공정은 새도우 마스크(shadow mask)를 개재한 증착공정으로 한정되어 있다. 이 방법은 반도체공정의 사진식각공정을 수행하지 않아도 된다는 장점은 있지만 새도우마스크를 사용해야 하는데 따르는 많은 단점을 가지고 있다. 즉, 미세한 패턴을 형성하기 위해서 새도우 마스크의 두께가 매우 얇아야 하기 때문에 이를 조절하기가 어렵다는 문제가 있고, 유기반도체 물질의 증착시 패턴의 형성을 위해서 증착되는 기판상에 새도우 마스크를 밀착시켜야 하기 때문에 반복적인 사용이 수회로 제한된다.
이에 더하여, 정밀한 증착패턴을 형성하기 위해서 매회 세정작업을 진행해야 하는 점등이 있다. 무엇보다도 대형 기판용 새도우 마스크는 대응이 쉽지 않으며, 가격이 매우 비싸기 때문에 저원가 공정이라는 취지에 부합하지 못하는 것이 사실이다.
이러한 관점에서, 기존의 새도우 마스크를 이용한 유기 박막트랜지스터 제조 방법에 대해 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 따른 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
종래기술에 따른 유기박막트랜지스터 제조방법은, 도 1a를 참조하면, 먼저 기판(11)상에 스퍼터링법 또는 진공증착법을 통하여 게이트전극으로 사용될 물질을 형성한후, 사진공정과 에칭공정을 이용해서 이를 선택적으로 제거하여 게이트전극(13)을 형성한다. 이때, 상기 기판(11)은 산화막이 성장된 실리콘기판, 유리기판과 같은 무기물 기판과 가요성(flexible) 플라스틱 기판중 선택된 어느 하나로 적용한다. 또한, 상기 게이트전극으로는 알루미늄, 텅스텐, 크롬과 같은 금속이 사용된다.
그다음, 상기 게이트전극(13)을 포함한 기판(11)상에 게이트절연막(15)을 형성한후 상기 게이트절연막(15)상에 활성층으로 사용하기 위해 유기반도체물질막 (17)을 형성한다. 이때, 상기 유기반도체물질막(17)은 펜타신(pentacene), 헥시시오핀(hexithiophene)과 폴리시오핀(polythiophene)중 어느 하나로 형성한다.
이어서, 상기 유기 반도체물질막(17)상에 감광물질층을 도포한후 포토마스크를 이용한 노광공정 및 식각공정을 통해 상기 감광물질층을 패터닝하여 상기 반도체층의 활성지역을 한정해 주는 감광막패턴(19)을 형성한다. 이때, 상기 유기 반도체물질막(17)의 능동영역을 정의하는 방법은 통상적인 감광성물질을 이용한 사진식각공정이나 새도우마스크(shadow mask) 이용한 패터닝방법 등 다양한 방법을 이용할 수 있다.
그다음, 도 1b를 참조하면, 상기 감광막패턴(19)을 식각마스크로한 식각공정(21)을 통해 상기 유기반도체물질막(17)을 선택적으로 패터닝하여 활성층(17a)을 형성한다.
이어서, 도 1c를 참조하면, 상기 감광막패턴(19a)을 제거한후 상기 활성층(17a)을 포함한 게이트절연막(15)상에 소스와 드레인을 형성하기 위한 도전층(23)을 형성한다.
그다음, 상기 도전층(23)상에 감광성물질층을 도포한후 이를 포토마스크나 새도우 마스크를 이용하여 패터닝하여 감광막패턴(25)을 형성한다. 이때, 상기 도전층(23)의 소스/드레인영역을 정의하는 방법은 여기서 설명하는 통상적인 감광성물질을 이용한 사진식각공정이나 새도우마스크(shadow mask) 이용한 패터닝방법 등 다양한 방법을 이용할 수 있다.
이어서, 상기 감광막패턴(25)을 식각마스크로한 식각공정(27)을 통해 상기 도전층(23)을 선택적으로 식각하여 소스/드레인전극(23a)을 형성한후 상기 감광막패턴(25)은 제거한다. 이때, 상기 소스/드레인전극(23a)은 상기 활성층(17a)상에서 일정간격만큼 이격되어 있다.
그러나, 상기한 종래기술에 따른 유기 박막트랜지스터 제조방법에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.
종래기술에 따른 유기박막트랜지스터는 탑접촉 방식을 적용하기 때문에 기존의 하부접촉방식의 유기박막트랜지스터에 비해 이동도(mobility) 특성이 우수하다.
그러나, 유기반도체막으로 이루어진 활성층과 접촉되는 소스/드레인을 식각 할때 케미칼(chemical)의한 활성층을 구성하는 펜타센이 데미지(damage)를 받은 문제가 있어, 최근에는 탑접촉방식의 경우 새도우 마스크를 이용하여 소스/드레인전극을 형성하는 방법을 사용하기도 한다.
하지만, 이러한 새도우 마스크를 이용하여 패터닝하는 방법은 미세패턴 형성이 어렵고, 해상도를 높일 수 없는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 탑접촉방식에서도 소스/드레인 미세패턴 형성이 가능한 유기 박막트랜지스터 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 박막트랜지스터 제조
방법은, 기판상에 형성된 게이트전극; 상기 게이트전극을 포함한 기판상에 형성된 게이트절연막; 상기 게이트절연막상에 형성된 제1유기물질막과 상기 제1유기물질막을 구성되고, 적어도 제2유기물질막의 일부분을 노출시키는 개구부를 갖는 활성층; 상기 적어도 제2유기물질막의 개구부를 제외한 제2유기물질막과 제1유기물지막상에 형성된 제3유기물질막; 및 상기 제2유기막의 개구부 및 제3유기물질막상에 형성된 소스/드레인전극;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 박막트랜지스터 제조방법은, 기판상에 게이트전극을 형성하는 단계; 상기 게이트전극을 포함한 기판상에 게이트절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트절연막상에 제1유기물질막과 상기 제1유기물질막을 적층하는 단계; 상기 제1유기물질막과 제2유기물질막중 적어도 상 기 제2유기물질막에 개구부를 형성하는 단계; 상기 적어도 제2유기물질막의 개구부를 제외한 제2유기물질막과 제1유기물질막상에 제3유기물질막을 형성하는 단계; 및
상기 개구부 및 제3유기물질막상에 소스/드레인전극을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 박막트랜지스터 제조방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 유기박막트랜지스터 제조방법은, 도 2a를 참조하면, 먼저 기판(111)상에 스퍼터링법 또는 진공증착법을 통하여 게이트전극으로 사용될 물질을 형성한후, 사진공정과 에칭공정을 이용해서 이를 선택적으로 제거하여 게이트전극(113)을 형성한다. 이때, 상기 기판(111)은 산화막이 성장된 실리콘기판, 유리기판과 같은 무기물 기판과 가요성(flexible) 플라스틱 기판중 선택된 어느 하나로 적용한다. 또한, 상기 게이트전극으로 사용될 물질은 알루미늄, 텅스텐, 크롬과 같은 금속이 사용될 수 있을 뿐만 아니라 폴리아닐린(polyanilne) 또는 PEDOT:PSS(폴리에틸렌디옥티오펜(PSS)으로 도핑된 폴리에틸레디옥시티 오펜(PEDOT)와 같은 전도성 고분자물질도 사용가능하다.
여기서, 상기 플라스틱 기판은 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylenapthanate) PC(poly carbonate), PI(polyimide)와 PNB(polynorborneen)중 선택된 어느 하나의 물질로 형성된 것이 바람직하다.
그다음, 상기 게이트전극(113)을 포함한 기판(111)상에 게이트절연막(115)을 형성한후 상기 게이트절연막(115)상에 활성층으로 사용하기 위해 제1 유기물질 막 (117)과 제2유기물질막(119)을 형성한다. 이때, 상기 제1유기물질막(117)은 펜타신(pentacene), 헥시시오핀(hexithiophene)과 폴리시오핀(polythiophene)중 어느 하나로 형성한다. 또한, 상기 제2유기물질막(119)은 네거티브 노광 타입 (photo-type)의 폴리비닐알콜(PVA; poly vinyl alcohol)로 형성한다.
이어서, 도 2b를 참조하면, 활성층을 정의하기 위한 노광마스크(미도시)를 이용하여 상기 제2 유기 물질막(119)과 제1유기물질막(117)을 노광공정과 현상공정을 진행한후 건식식각공정에 의해 이들을 선택적으로 식각하여 활성층영역 (117a)(119a)을 형성한다.
그다음, 도 2c를 참조하면, 상기 활성층영역(117a)(119a)을 포함한 게이트절연막(115)상에 네거티브 노광타입의 제3 유기물질막(125)을 형성한다. 이때, 상기 제3 유기물질막(125)은 PVA, SiNx, SiOx, BCB, acryl, 기타 물질로 형성하는데, 이 제3 유기물질막(125)은 소스/드레인 에천트 또는 스트립퍼(stripper)에 의한 활성층 데미지를 방지하는 역할을 한다.
이어서, 도 2d를 참조하면, 노광마스크(미도시)을 이용한 노광공정 및 현상공정을 실시하여 상기 제3유기물질막(125) 및 그 아래의 제2유기물질막(119a)의 일부분을 선택적으로 식각하여 상기 제1유기물질막(117a) 표면을 노출시키는 개구부(125a)을 형성한다.
그다음, 도 2e를 참조하면, 상기 개구부(125a)을 포함한 기판전체에 소스/드레인용 도전물질층(미도시)을 증착한후 이를 선택적으로 패터닝하여 소스전극 및 드레인전극(131)을 형성한다. 이때, 상기 도전물질층(미도시)은 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 중 어느 하나로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 박막트랜지스터 제조방법에 대해 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
도 3a를 참조하면, 먼저 기판(211)상에 스퍼터링법 또는 진공증착법을 통하여 게이트전극으로 사용될 물질을 형성한후, 사진공정과 에칭공정을 이용해서 이를 선택적으로 제거하여 게이트전극(213)을 형성한다. 이때, 상기 기판(211)은 산화막이 성장된 실리콘기판, 유리기판과 같은 무기물 기판과 가요성(flexible) 플라스틱 기판중 선택된 어느 하나로 적용한다. 또한, 상기 게이트전극으로 사용될 물질은 알루미늄, 텅스텐, 크롬과 같은 금속이 사용될 수 있을 뿐만 아니라 폴리아닐린(polyanilne) 또는 PEDOT:PSS(폴리에틸렌디옥티오펜(PSS)으로 도핑된 폴리에틸레디옥시티오펜(PEDOT)와 같은 전도성 고분자물질도 사용가능하다.
여기서, 상기 플라스틱 기판은 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylenapthanate) PC(poly carbonate), PI(polyimide)와 PNB (polynorborneen) 중 선택된 어느 하나의 물질로 형성된 것이 바람직하다.
그다음, 상기 게이트전극(213)을 포함한 기판(211)상에 게이트절연막(215)을 형성한후 상기 게이트절연막(215)상에 활성층으로 사용하기 위해 제1 유기물질 막 (217)과 제2유기물질막(219)을 형성한다. 이때, 상기 유기반도체물질막(217)은 펜타신(pentacene), 헥시시오핀(hexithiophene)과 폴리시오핀(polythiophene)중 어느 하나로 형성한다. 또한, 상기 제2유기물질막(219)은 네거티브 노광 타입 (photo-type)의 폴리비닐알콜(PVA; poly vinyl alcohol)로 형성한다.
이어서, 도 3b를 참조하면, 활성층을 정의하기 위한 노광마스크(미도시)를 이용하여 상기 제2 유기 물질막(219)과 제1유기물질막(217)을 노광공정과 현상공정을 진행한후 건식식각공정에 의해 이들을 선택적으로 식각하여 활성층영역 (217a)(219a)을 형성한다.
그다음, 도 3c를 참조하면, 상기 활성층영역(217a)(219a)을 포함한 게이트절연막(215)상에 네거티브 노광타입의 제3 유기물질막(225)을 형성한다. 이때, 상기 제3 유기물질막(225)은 PVA, SiNx, SiOx, BCB, acryl, 기타 물질로 형성하는데, 이 제3 유기물질막(225)은 소스/드레인 에천트 또는 스트립퍼(stripper)에 의한 활성층 데미지를 방지하는 역할을 한다.
이어서, 도 3d를 참조하면, 노광마스크(미도시)을 이용한 노광공정 및 현상공정을 실시하여 상기 제3유기물질막(225), 제2유기물질막(219a) 및 제1유기물질막 (217a)의 일부분을 선택적으로 식각하여 상기 게이트절연막 (215)표면을 노출시키는 개구부(225a)을 형성한다.
그다음, 도 3e를 참조하면, 상기 개구부(225a)을 포함한 기판전체에 소스/드레인용 도전물질층(미도시)을 증착한후 이를 선택적으로 패터닝하여 소스전극 및 드레인전극(231)을 형성한다. 이때, 상기 도전물질층(미도시)은 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 중 어느 하나로 사용할 수 있다.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 유기 박막트랜지스터 및 그 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 유기 박막트랜지스터 제조방법에 의하면, 활성층을 패터닝한후 절연막 및 개구부을 형성하여 소스/드레인을 활성층윗부분 즉, 제2유기물질막에 콘택할 수 있으므로써 활성층을 구성하는 제1유기물질막의 데미지없이 소스/드레인 포토공정이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 유기 박막트랜지스터 제조방법에 의하면, 소스전극 및드레인전극을 활성층을 구성하는 제1유기물질막에까지 접촉되도록하는 구조를 형성하는 경우에, 시리즈(series)저항을 줄여 소자특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 기존 저항은 기존 저항은 활성층의 두께와 채널길이의 합에 의해 결정되었으나, 본 발명의 경우에는 저항이 채널길이에만 의존하기 때문에 저항값이 크게 감소되므로써 이동도(mobility)가 향상된다.
한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 기판상에 형성된 게이트전극;
    상기 게이트전극을 포함한 기판상에 형성된 게이트절연막;
    상기 게이트절연막 상에 형성된 제1 유기물질막으로 구성된 활성층과, 상기 제1 유기물질막 상에 형성된 제2 유기물질막;
    상기 제2 유기물질막과 제1 유기물질막을 포함한 상기 게이트절연막 상에 형성된 제3 유기물질막;
    상기 제3 유기물질막과 제2 유기물질막 및 제1 유기물질막에 형성되고, 상기 게이트절연막 표면을 노출시키는 개구부; 및
    상기 개구부 및 제3 유기물질막상에 형성된 소스전극 및 드레인전극;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1유기물질막은 펜타신(pentacene), 헥시시오핀(hexithiophene)과 폴리시오핀(polythiophene)중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2유기물질막은 네거티브 노광 타입 (photo-type)의 폴리비닐알콜(PVA; poly vinyl alcohol)로 형성하는 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3 유기물질막은 PVA, SiNx, SiOx, BCB, 또는 acryl 로 형성하는 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3 유기물질막은 네거티브 노광타입인 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판은 산화막이 성장된 실리콘기판, 유리기판과 같은 무기물 기판과 가요성(flexible) 플라스틱 기판중 선택된 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터.
  8. 기판상에 게이트전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트전극을 포함한 기판상에 게이트절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트절연막상에 제1유기물질막과 제2유기물질막을 적층하는 단계;
    상기 제2 유기물질막과 제1 유기물질막을 패터닝하는 단계;
    패터닝된 상기 제2 유기물질막과 제1 유기물질막을 포함한 상기 게이트절연막 상에 제3 유기물질막을 형성하는 단계;
    상기 제3 유기물질막과 제2 유기물질막 및 제1 유기물질막에 개구부를 형성하여 상기 게이트절연막 표면을 노출시키는 단계; 및
    상기 개구부 및 제3유기물질막상에 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1유기물질막은 펜타신(pentacene), 헥시시오핀(hexithiophene)과 폴리시오핀(polythiophene)중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2유기물질막은 네거티브 노광 타입 (photo-type)의 폴리비닐알콜(PVA; poly vinyl alcohol)로 형성하는 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터 제조방법.
  11. 제8항에 있어서, 제3 유기물질막은 PVA, SiNx, SiOx, BCB, 또는 acryl로 형성하는 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터 제조방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제3 유기물질막은 네거티브 노광타입인 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터 제조방법.
  13. 삭제
  14. 제8항에 있어서, 상기 기판은 산화막이 성장된 실리콘기판, 유리기판과 같은 무기물 기판과 가요성(flexible) 플라스틱 기판중 선택된 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로하는 유기 박막트랜지스터 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020092242A (ko) * 2001-06-01 2002-12-11 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 반도체 장치 및 그 제조 프로세스
KR20040078548A (ko) * 2003-03-03 2004-09-10 창춘 인스티튜트 오브 어플라이드 케미스트리 차이니즈 아카데미 오브 사이언스 보호층을 포함한 유기 반도체 전계효과 트랜지스터 및이의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020092242A (ko) * 2001-06-01 2002-12-11 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 반도체 장치 및 그 제조 프로세스
KR20040078548A (ko) * 2003-03-03 2004-09-10 창춘 인스티튜트 오브 어플라이드 케미스트리 차이니즈 아카데미 오브 사이언스 보호층을 포함한 유기 반도체 전계효과 트랜지스터 및이의 제조방법

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