KR20150072888A - 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터와 그 제조방법 - Google Patents
양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터와 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
도 2는 종래 기술로서, 2차원 양자점 광흡수층을 그래핀 트랜지스터에 적용하여 가시광 영역에서의 광감지 특성을 가진 양자점/그래핀 수광 트랜지스터에 관한 기술을 보여주는 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 리간드 치환된 양자점(a)을 산화물 박막 트랜지스터(b)에 적용시킨 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터(c)의 제조 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 적용된 PbS 양자점 리간드 치환반응 개념과 상기와 같이 제조된 리간드 치환된 PbS 양자점 광흡수층을 적용한 InGaZnO(IGZO) 산화물 박막 트랜지스터(PbS-EDT/IGZO)의 소자 구조에 대한 개략도이다.
도 5는 상기 도 4에 대한 소자의 단면 투과 전자현미경 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 실험예 1에서 비교예 1(IGZO), 비교예 2(PbS-OA/IGZO), 실시예(PbS-EDT/IGZO)의 트랜지스터 소자에 대하여 각각 700-1500 nm 파장대의 근적외선에 대한 광감지 특성을 측정한 곡선이다.
도 7은 본 발명에 따른 실험예 1에서의 실시예의 PbS-EDT/IGZO 트랜지스터 소자에 대하여 700-1500nm 파장대의 근적외선 광감지 성능 parameter인 photoresponsivity (R), photosensitivity 및 specific detectivity (D*) 를 각각 나타내는 곡선이다.
도 8은 본 발명에 따른 실험에 2에서 실시예의 트랜지스터에 대해, 1300 nm, 1000 nm 두 파장대의 근전외선 빛을 선택하여 PbS-EDT/IGZO 광감지 정적, 동적 특성을 측정한 곡선이다.
도 9는 본 발명에 따른 실험예 3에서 실시예의 PbS-EDT/IGZO 트랜지스터와 저항을 결합한 인버터에서의 1000 nm 및 1300 nm 파장의 근적외선 광게이팅 정적 및 동적 특성 곡선이다.
도 10은 본 발명에 따른 실험예 4에서 실시예에서 적용한 PbS 양자점의 EDT 리간드 치환 반응 후의 적외선 분광광도계 (FT-IR) 스펙트럼이다.
도 11은 본 발명에 따른 실험예 4에서 실시예에서 적용한 PbS 양자점의 EDT 리간드 치환 반응 후의 근적외선-가시광 흡수 특성 스펙트럼이다.
도 12는 본 발명에 따른 실험예 4에서 실시예의 PbS-EDT/IGZO 트랜지스터에 대하여 광감지 메커니즘 및 에너지밴드 다이어그램을 개략적으로 도시한 그림이다.
Claims (16)
- 리간드 치환 반응된 양자점이 광흡수층으로 산화물반도체 박막 트랜지스터에 적용된 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 산화물반도체 박막 트랜지스터는 기판 위에 금속 게이트 전극, 게이트 절연막, 산화물반도체 전하 수송층 및 소스/드레인 전극이 형성된 구조인 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 산화물반도체 박막 트랜지스터는 유리 또는 플라스틱 기판을 가진 것임을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터.
- 청구항 2에 있어서, 상기 금속 게이트 전극은 Mo, Al, Ti/Au, Ag, Cu, Pt 중에서 선택된 금속 게이트 전극인 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터.
- 청구항 2에 있어서, 상기 게이트 절연막은 SiO2, Al2O3, TiO2, ZrO2, HfO2, SiNx 중에서 선택된 게이트 절연막인 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터.
- 청구항 2에 있어서, 상기 소스/트레인 전극은 Ti/Au, Mo, Al, Ag, Cu, Pt, W 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 리간드 치환된 양자점은 PbS 양자점인 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터.
- 청구항 1 또는 청구항 7에 있어서, 상기 리간드 치환된 양자점은 EDT(ethanedithol), MPA(mercaptocarboxylic acids), CTAB(tyltrimethylammonium bromide), HTAC(hexadecyltrimethylammonium chloride) , TBAI(tetrabutylammonium iodide, Na2S 중에서 선택된 리간드로 치환된 PbS 양자점인 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터.
- 청구항 1에 있어서, 리간드 치환된 양자점은 리간드 치환된 양자점은 산화물반도체 박막 트랜지스터의 산화물반도체 전하 수송층 위에 또는 산화물반도체(IGZO) 전하 수송층 및 소스/드레인 전극이 형성된 구조 위에 광흡수층으로 적용되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터.
- 청구항 2 또는 청구항 9에 있어서, 광흡수층 위에 비결정질 불소 수지로 된 봉지 박막을 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터.
- 기판 위에 금속 게이트 전극을 형성하는 단계; 금속 게이트 전극 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
상기 절연막 위에 산화물반도체 전하 수송층을 증착하는 단계;
소스/드레인 전극을 형성하는 단계;
리간드 치환된 양자점을 광흡수층으로 코팅하는 단계;
상기 광흡수층 위에 비결정질 불소 수지로 봉지 박막을 형성하는 단계;
를 포함하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터의 제조방법.
- 청구항 11에 있어서, 기판은 유리 또는 플라스틱 기판을 가진 것임을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터의 제조방법.
- 청구항 11에 있어서, 상기 금속 게이트 전극은 Mo 금속 게이트 전극이고, 상기 게이트 절연막은 SiO2 게이트 절연막이고, 상기 소스/트레인 전극은 Ti/Au 소스/드레인 전극인 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터의 제조방법.
- 청구항 11에 있어서, 상기 리간드 치환된 양자점은 EDT(ethanedithol) 리간드로 치환된 PbS 양자점인 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터의 제조방법.
- 청구항 11에 있어서, 상기 리간드 치환된 양자점은 콜로이달 형태로 하여 스핀코팅 방법으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터의 제조방법.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 따른 양자점 감응형 산화물 광감지 트랜지스터가 집적화된 수광 이미지 센서.
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Legal Events
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