KR20200088101A - Method of preparing polymer insulator thin film using initiated chemical vapor deposition and polymer insulator thin film prepared by the method - Google Patents

Method of preparing polymer insulator thin film using initiated chemical vapor deposition and polymer insulator thin film prepared by the method Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a technology for producing a diacrylate-based polymer insulating layer by using an initiated chemical vapor deposition (iCVD) method, which comprises the steps of: synthesizing a diacrylate-based polymer by using an iCVD method; using a synthesized cross-linking polymer as a blocking dielectric layer, and forming a polymer on the blocking dielectric layer through an iCVD process; and forming a polymer insulating layer exhibiting memory characteristics by depositing the polymer on the blocking dielectric layer. According to the present invention, a diacrylate-based polymer insulating layer is formed, which has excellent insulation characteristics (high breakdown voltage) and mechanical flexibility even at a thin thickness.

Description

개시제를 사용한 화학 기상 증착 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 제조 방법 및 그에 의해 제조된 고분자 절연막{METHOD OF PREPARING POLYMER INSULATOR THIN FILM USING INITIATED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION AND POLYMER INSULATOR THIN FILM PREPARED BY THE METHOD}Method for manufacturing a high performance polymer insulating film using a chemical vapor deposition process using an initiator, and a polymer insulating film produced by the same TECHNICAL TECHNICAL

본 발명은 개시제를 사용한 화학 기상 증착 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 제조 방법 및 그에 의해 제조된 고분자 절연막에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개시제를 사용하는 화학 기상 증착 방법(initiated chemical vapor deposition; iCVD)을 이용하여 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자 절연막을 형성하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a high performance polymer insulating film using a chemical vapor deposition process using an initiator and a polymer insulating film prepared thereby, more specifically, a chemical vapor deposition method using an initiator (initiated chemical vapor deposition; iCVD) It relates to a technique for forming a diacrylate-based polymer insulating film using.

미래형 웨어러블 소자를 위하여, 정보를 저장하는 메모리 소자 역시 유연하면서 저전력 구동이 가능해야 한다. For future wearable devices, memory devices that store information must also be flexible and capable of driving low power.

기존에는 유연 메모리 소자를 구현하기 위해 고분자 절연막이 사용되었으나, 기존 고분자 기반의 절연막 예를 들어, 액상 공정으로 형성된 절연막의 경우, 절연 특성 및 파괴 전압이 높지 않아서 두꺼운 두께의 절연막을 사용할 수 밖에 없는 한계가 존재하였다.In the past, a polymer insulating film was used to implement a flexible memory device, but in the case of an existing polymer-based insulating film, for example, an insulating film formed by a liquid phase process, the insulating properties and breakdown voltage are not high, so a thick insulating film is inevitable. Existed.

이렇듯, 기존에는 두꺼운 절연막 사용으로 인해 프로그래밍/이래이징 전압(programming/erasing voltages)이 높을 수 밖에 없으므로 저전력 유연 메모리 소자 구현에 어려움이 존재하였다.As such, the conventional programming/erasing voltages have to be high due to the use of a thick insulating film, so there is a difficulty in implementing a low-power flexible memory device.

본 발명의 목적은 기존 기술의 한계를 극복하기 위해, iCVD 공정을 이용하여 얇은 두께에서도 우수한 절연 특성(높은 파괴 전압) 및 기계적 유연성을 가지는 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자 절연막을 형성하고자 한다. The object of the present invention is to overcome the limitations of the existing technology, by using an iCVD process to form a polymer insulating film of a diacrylate (Diacrylate) having excellent insulating properties (high breakdown voltage) and mechanical flexibility even at a thin thickness.

본 발명의 실시예에 따른 iCVD 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 제조 방법은 개시제를 사용하는 화학 기상 증착 방법(initiated chemical vapor deposition; iCVD)을 이용하여 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자를 합성하는 단계, 상기 합성된 가교 고분자(cross-linking polymer)를 블로킹 유전막(Blocking dielectric layer)으로 사용하고, 상기 블로킹 유전막 상에 iCVD 공정을 통해 고분자 폴리머를 형성하는 단계 및 상기 블로킹 유전막 상에 상기 고분자 폴리머가 증착되어 메모리 특성을 나타내는 고분자 절연막을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a high performance polymer insulating film using an iCVD process according to an embodiment of the present invention is a step of synthesizing a diacrylate-based polymer using a chemical vapor deposition method (initiated chemical vapor deposition; iCVD) using an initiator. , Using the synthesized cross-linking polymer as a blocking dielectric layer, forming a polymer polymer through an iCVD process on the blocking dielectric film, and depositing the polymer polymer on the blocking dielectric film And forming a polymer insulating film having memory characteristics.

상기 고분자를 합성하는 단계는 개시제를 열분해하여 자유 라디칼(free radical)을 형성하고, 상기 자유 라디칼을 이용하여 단량체를 활성화하여 연쇄 중합 반응시키는 iCVD 공정을 이용하여 다이아크릴레이트 계열의 단량체를 상기 다이아크릴레이트 계열의 고분자로 합성할 수 있다.The step of synthesizing the polymer thermally decomposes the initiator to form free radicals, and activates the monomers using the free radicals to diacrylate the diacrylate-based monomers by using an iCVD process in which chain polymerization is performed. It can be synthesized as a rate-based polymer.

상기 다이아크릴레이트 계열의 단량체는 다이아크릴레이트 계열의 디에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트(Di(ethylene glycol) diacrylate), 1,3-부탄디올 다이아크릴레이트(1,3-Butanediol diacrylate), 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트(Neopentyl glycol diacrylate), 1,4-부탄디올 다이아크릴레이트(1,4-Butanediol diacrylate) 및 1,6-헥산디올 다이아크릴레이트(1,6-Hexanediol diacrylate) 중 어느 하나일 수 있다.The diacrylate-based monomers are diacrylate-based diethylene glycol diacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, and neopentyl glycol diacrylic. It may be any one of a rate (Neopentyl glycol diacrylate), 1,4-butanediol diacrylate (1,4-Butanediol diacrylate) and 1,6-hexanediol diacrylate (1,6-Hexanediol diacrylate).

상기 고분자 폴리머를 형성하는 단계는 높은 파괴전압과 기계적 유연성을 나타내는 상기 합성된 가교 고분자를 상기 블로킹 유전막으로 사용하고, 상기 블로킹 유전막 상에 개시제를 열분해하여 자유 라디칼(free radical)을 형성하고, 상기 자유 라디칼을 이용하여 단량체를 활성화하여 연쇄 중합 반응시켜 상기 고분자 폴리머를 증착할 수 있다.The step of forming the polymer polymer uses the synthesized crosslinked polymer showing high breakdown voltage and mechanical flexibility as the blocking dielectric film, thermally decomposes an initiator on the blocking dielectric film to form free radicals, and the free The polymer polymer may be deposited by a chain polymerization reaction by activating a monomer using a radical.

상기 고분자 절연막을 형성하는 단계는 상기 블로킹 유전막 상에 상기 고분자 폴리머를 증착하여 수 nm의 얇은 두께에서 수μm의 두께까지 자유롭게 증착 가능하며, 빠른 증착속도, 우수한 절연특성과 유연성을 나타내는 상기 고분자 절연막을 형성할 수 있다.The forming of the polymer insulating film may be performed by depositing the polymer polymer on the blocking dielectric film to freely deposit from a thickness of several nm to a thickness of several μm, and the polymer insulating film exhibiting a high deposition rate, excellent insulation properties and flexibility. Can form.

본 발명의 실시예에 따른 고분자 절연막은 개시제를 사용하는 화학 기상 증착 방법(initiated chemical vapor deposition; iCVD)에 의해 합성된 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자를 블로킹 유전막(Blocking dielectric layer)으로 사용하고, 상기 블로킹 유전막 상에 iCVD 공정으로 고분자 폴리머를 증착하여 형성되며, 메모리 특성을 나타낸다. The polymer insulating film according to an embodiment of the present invention uses a diacrylate-based polymer synthesized by chemical vapor deposition (iCVD) using an initiator as a blocking dielectric layer. , Formed by depositing a polymer polymer by an iCVD process on the blocking dielectric film, and exhibits memory characteristics.

상기 고분자 폴리머는 폴리머 일렉트릿(Polymer electret)이며, 상기 iCVD 공정으로 인해 3nm의 두께로 상기 블로킹 유전막 상에 증착될 수 있다. The polymer polymer is a polymer electret, and may be deposited on the blocking dielectric film to a thickness of 3 nm due to the iCVD process.

본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 소자는 고분자 절연막을 포함한다.The thin film transistor device according to the embodiment of the present invention includes a polymer insulating film.

상기 박막 트랜지스터 소자는 바텀 게이트(bottom gate) 박막 트랜지스터 소자일 수 있다. The thin film transistor device may be a bottom gate thin film transistor device.

본 발명의 실시예에 따르면, iCVD 공정을 이용하여 얇은 두께에서도 우수한 절연 특성(높은 파괴 전압) 및 기계적 유연성을 가지는 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자 절연막을 형성함으로써, 동일 동정으로 매우 얇은 두께(약 3nm)의 고분자 절연막을 적층하여 이중층(bilayer) 절연막을 제작할 수 있으며, 이를 유연 저전력 메모리 소자에 구현할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by using an iCVD process to form a polymer insulating film of a diacrylate (Diacrylate) having excellent insulating properties (high breakdown voltage) and mechanical flexibility even at a thin thickness, a very thin thickness with the same identification ( A bilayer insulating film can be fabricated by laminating a polymer insulating film of about 3 nm), which can be implemented in a flexible low-power memory device.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 가교 고분자로 다양한 용매에 녹지 않고, 증착속도가 빠른 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자 절연막을 형성하고, 고분자 절연막의 두께를 수 nm까지 줄임으로써, 다른 메모리 특성 저하 없이 구동전압(programming/erasing voltages)만을 독립적으로 줄일 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, a cross-linked polymer is not dissolved in various solvents, and a diacrylate-based polymer insulating film having a high deposition rate is formed, and the thickness of the polymer insulating film is reduced to several nm, thereby allowing other memories. Only the driving voltage (programming/erasing voltages) can be independently reduced without deterioration.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 용매에 취약한 유기 전자소자들에 증착이 가능하며, 유기 전자소자들을 보호하는 패시베이션(passivation) 층으로 활용이 가능한 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자 절연막을 형성할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to deposit on organic electron elements vulnerable to a solvent and form a diacrylate-based polymer insulating film that can be used as a passivation layer to protect organic electronic devices. can do.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자 절연막을 통해 14V 이하의 저전력 구동이 가능한 유연 메모리 소자를 구현할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, a flexible memory device capable of driving a low power of 14 V or less can be implemented through a polymer film of a diacrylate series.

도 1은 개시제를 사용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD)을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 iCVD 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 형성 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다이아크릴레이트 계열의 단량체를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 합성된 다이아크릴레이트 계열의 고분자에 관한 실험 결과를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 합성된 다이아크릴레이트 계열의 고분자의 절연 특성에 대한 실험 결과를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고분자 절연막을 이용한 바텀 게이트 소자에 관한 실험 결과를 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고분자 절연막을 적용한 저전력 유연 메모리 소자에 관한 실험 결과를 도시한 것이다.1 is a view for explaining the chemical vapor deposition (initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD) using an initiator.
2 is a flowchart of a method of forming a high performance polymer insulating film using an iCVD process according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a diacrylate-based monomer according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the experimental results for a polymer of a synthesized diacrylate-based polymer according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the experimental results for the insulating properties of the polymer of the synthesized diacrylate series according to an embodiment of the present invention.
6 shows experimental results of a bottom gate device using a polymer insulating film according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 show experimental results of a low-power flexible memory device using a polymer insulating film according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. In addition, the same reference numerals shown in each drawing denote the same members.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 시청자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In addition, terms used in the present specification (terminology) are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary according to viewers, operators' intentions, or customs in the field to which the present invention pertains. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1은 개시제를 사용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD)을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the chemical vapor deposition (initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD) using an initiator.

본 발명은 개시제를 사용한 화학 기상 증착 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 제조 방법 및 그에 의해 제조된 고분자 절연막에 관한 것으로, 도 1을 참조하여 개시제를 사용한 화학 기상 증착(initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD)에 대해 설명하자면, I는 개시제(initiator), M은 단량체(monomer), R은 자유 라디칼(free radical)을 의미하며, P는 자유 라디칼에 의해 단량체의 중합이 일어났음을 의미한다.The present invention relates to a method for manufacturing a high performance polymer insulating film using a chemical vapor deposition process using an initiator and a polymer insulating film prepared thereby, with reference to FIG. 1 for chemical vapor deposition (initiated Chemical Vapor Deposition; iCVD) To explain, I is an initiator, M is a monomer, R is a free radical, and P is a polymerization of a monomer by a free radical.

개시제의 열분해에 의해 자유 라디칼이 형성되면 자유 라디칼이 단량체를 활성화시켜 이후 주변 단량체들의 중합을 유도하게 되고, 이 반응이 계속되어 유기 고분자 박막을 형성하게 된다.When free radicals are formed by thermal decomposition of the initiator, the free radicals activate the monomers to induce polymerization of surrounding monomers, and the reaction continues to form an organic polymer thin film.

개시제를 자유 라디칼화 하는 반응에 사용되는 온도는 기상 반응기 필라멘트로부터 가해진 열만으로 충분하다. 따라서, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 공정들은 낮은 전력으로도 충분히 수행될 수 있다. 아울러 기상 반응기의 반응 압력은 50 내지 2000 mTorr 범위인 바, 엄격한 고진공 조건이 필요하지 않으므로, 고진공 펌프가 아닌 단수 로터리 펌프만으로도 공정을 수행할 수 있다. The temperature used in the reaction to free radicalize the initiator is sufficient only by the heat applied from the gas phase reactor filament. Therefore, the processes used in the embodiments of the present invention can be sufficiently performed with low power. In addition, since the reaction pressure of the gas phase reactor is in the range of 50 to 2000 mTorr, strict high vacuum conditions are not required, so the process can be performed only with a single rotary pump rather than a high vacuum pump.

공정을 통해 획득되는 고분자 박막의 물성은 개시제를 사용한 화학 기상 증착법(iCVD)의 공정 변수를 제어함으로써 쉽게 조절할 수 있다. 즉, 공정 압력, 시간, 온도, 개시제 및 단량체의 유량, 필라멘트 온도 및 기판 온도 등을 목적하는 바에 따라 당업자가 조절함으로써 고분자 박막의 분자량, 목적하는 박막의 두께, 조성, 증착 속도 등과 같은 물성 조절이 가능하다.The properties of the polymer thin film obtained through the process can be easily controlled by controlling the process parameters of chemical vapor deposition (iCVD) using an initiator. That is, by adjusting the pressure, time, temperature, flow rate of initiator and monomer, filament temperature and substrate temperature as desired by those skilled in the art, physical properties such as molecular weight of polymer thin film, thickness of desired thin film, composition, deposition rate, etc. can be controlled. It is possible.

본 발명의 ‘개시제’는 반응기에서 열의 공급에 의해 분해되어 자유 라디칼(free radical)을 형성하는 물질로서 단량체를 활성화시킬 수 있는 물질이면 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게, 개시제는 과산화물일 수 있으며, 예로써 개시제는 TBPO(tert-butyl peroxide, 터트-부틸 페록사이드)일 수 있다. TBPO는 약 110℃의 끓는점을 갖는 휘발성 물질로서 150℃ 전후에서 열분해를 하는 물질이다. 한편 개시제 부가량은 통상의 중합 반응에 필요한 양으로 당업계에 공지되어 있는 양을 첨가할 수 있으며, 예를 들어 0.5 내지 5mol%로 첨가될 수 있으나, 상기 범위에 한정되지 않고 상기 범위보다 많거나 적을 수 있다. The'initiator' of the present invention is not particularly limited as long as it is a material that is decomposed by the supply of heat in the reactor to form free radicals and can activate the monomer. Preferably, the initiator may be a peroxide, for example, the initiator may be tert-butyl peroxide (TBPO). TBPO is a volatile material having a boiling point of about 110°C and is a material that thermally decomposes at around 150°C. On the other hand, the initiator addition amount may be added in an amount known in the art in an amount required for a conventional polymerization reaction, for example, may be added in an amount of 0.5 to 5 mol%, but is not limited to the above range and is more than the above range or You can write down.

본 발명의 ‘단량체’는 화학 기상 증착법에서 휘발성을 가지며, 개시제에 의해 활성화될 수 있는 물질이다. 감압 및 승온 상태에서 기화될 수 있으며, 본 발명은 1,4-부탄디올 다이아크릴레이트(BDDA) 단량체를 이용하여 가교 고분자인 pBDDA를 합성할 수 있다. The "monomer" of the present invention is a substance that has volatility in chemical vapor deposition and can be activated by an initiator. It can be vaporized under reduced pressure and elevated temperature, and the present invention can synthesize pBDDA, a crosslinked polymer, using 1,4-butanediol diacrylate (BDDA) monomer.

일 예로, 본 발명의 반응기 내 고온 필라멘트를 150℃ 내지 250℃로 유지하면 기상 반응을 유도할 수 있는데, 상기 필라멘트의 온도는 TBPO 열분해에 있어서는 충분히 높은 온도이나, 다른 단량체를 포함한 대부분 유기물은 열분해 되지 않는 온도로서, 다양한 종류의 단량체들이 화학적 손상 없이 고분자 박막으로 전환될 수 있다.For example, maintaining the high temperature filament in the reactor of the present invention at 150°C to 250°C may induce a gas phase reaction. The temperature of the filament is a sufficiently high temperature for TBPO pyrolysis, but most organic substances including other monomers are not thermally decomposed. As the temperature does not, various types of monomers can be converted into polymer thin films without chemical damage.

본 발명의 일실시예에 따른 고분자 박막은 1,4-부탄디올 다이아크릴레이트(BDDA)와 같은 아크릴레이트(acrylate) 계열의 절연막이며, 이는 높은 절연 특성을 가지므로 고전계(high field)의 메모리 소자에 적합하다. The polymer thin film according to an embodiment of the present invention is an acrylate-based insulating film such as 1,4-butanediol diacrylate (BDDA), which has high insulating properties and thus has a high field memory device. Is suitable for

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 iCVD 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 형성 방법의 흐름도를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다이아크릴레이트 계열의 단량체를 설명하기 위해 도시한 것이다. 2 is a flowchart illustrating a method of forming a high performance polymer insulating film using an iCVD process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view illustrating a diacrylate-based monomer according to an embodiment of the present invention. .

도 2를 참조하면, 단계 210에서, 개시제를 사용하는 화학 기상 증착 방법(initiated chemical vapor deposition; iCVD)을 이용하여 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자를 합성한다. Referring to FIG. 2, in step 210, a diacrylate-based polymer is synthesized by using an initial chemical vapor deposition (iCVD) method using an initiator.

단계 210은 개시제를 열분해하여 자유 라디칼(free radical)을 형성하고, 자유 라디칼을 이용하여 단량체를 활성화하여 연쇄 중합 반응시키는 iCVD 공정을 이용하여 다이아크릴레이트 계열의 고분자를 합성하여 가교 고분자(cross-linking polymer)를 형성할 수 있다. Step 210 is a crosslinking polymer (cross-linking) by synthesizing a diacrylate-based polymer using an iCVD process in which a initiator is thermally decomposed to form a free radical, and a free radical is used to activate a monomer to perform a chain polymerization reaction. polymer).

예를 들면, 단계 210에서 가열된 필라멘트에 의해 개시제가 활성화되고, 기판 상에 흡착되어 있던 단량체들은 활성화된 개시제에 의해 라디칼화되어 활성을 가지게 된다. 이 때, 다이아크릴레이트는 두 개의 바이닐기를 가지고 있어, 고분자 중합이 시작되며, 30 내지 100 mtorr 정도의 낮은 공정압력과 상대적으로 높은 기판 온도 조건에서 진행될 수 있다. For example, the initiator is activated by the filament heated in step 210, and the monomers adsorbed on the substrate are radicalized by the activated initiator to have activity. At this time, the diacrylate has two vinyl groups, and polymer polymerization starts, and can be performed at a low process pressure of 30 to 100 mtorr and a relatively high substrate temperature condition.

단계 210은 iCVD 공정을 이용하여 기판 상의 다이아크릴레이트 계열의 단량체를 다이아크릴레이트 계열의 고분자로 합성할 수 있다. 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 다이아크릴레이트 계열의 단량체는 다이아크릴레이트 계열의 디에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트(Di(ethylene glycol) diacrylate), 1,3-부탄디올 다이아크릴레이트(1,3-Butanediol diacrylate), 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트(Neopentyl glycol diacrylate), 1,4-부탄디올 다이아크릴레이트(1,4-Butanediol diacrylate) 및 1,6-헥산디올 다이아크릴레이트(1,6-Hexanediol diacrylate) 중 어느 하나일 수 있다. Step 210 may synthesize a diacrylate-based monomer on a substrate into a diacrylate-based polymer using an iCVD process. Referring to Figure 3, the diacrylate-based monomer is a diacrylate-based diethylene glycol diacrylate (Di(ethylene glycol) diacrylate), 1,3-butanediol diacrylate (1,3-Butanediol diacrylate), neopentyl glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate and 1,6-hexanediol diacrylate (1,6-Hexanediol diacrylate) It can be either.

또한, 상기 기판은 유리, 금속, 금속산화물, 목재, 종이, 섬유, 플라스틱, 고무, 피혁 및 실리콘 웨이퍼 중 어느 하나일 수 있다.Further, the substrate may be any one of glass, metal, metal oxide, wood, paper, fiber, plastic, rubber, leather and silicon wafer.

단계 220에서, 단계 210을 통해 합성된 가교 고분자(cross-linking polymer)를 블로킹 유전막(Blocking dielectric layer)으로 사용하고, 블로킹 유전막 상에 iCVD 공정을 통해 고분자 폴리머를 형성한다. In step 220, a cross-linking polymer synthesized through step 210 is used as a blocking dielectric layer, and a polymer polymer is formed on the blocking dielectric layer through an iCVD process.

단계 220은 높은 파괴전압과 기계적 유연성을 나타내는 합성된 가교 고분자를 블로킹 유전막으로 사용하고, 블로킹 유전막 상에 개시제를 열분해하여 자유 라디칼(free radical)을 형성하며, 자유 라디칼을 이용하여 단량체를 활성화하여 연쇄 중합 반응시키는 iCVD 공정을 이용하여 고분자 폴리머를 증착할 수 있다. Step 220 uses a synthesized crosslinked polymer exhibiting high breakdown voltage and mechanical flexibility as a blocking dielectric film, thermally decomposes an initiator on the blocking dielectric film to form free radicals, and activates monomers using free radicals to chain A polymer polymer may be deposited using an iCVD process for polymerization.

이 때, 고분자 폴리머의 물질은 poly(cyclosiloxane; 사이클로실록산) 또는 poly(perfluorodecylacrylatet; 퍼플루오르옥틸 메타크릴레이트) 등이 적용되는 것으로 예시하며, 이 밖에도 poly(FMA), poly(IBA), poly(EGDMA), poly(V3D3), poly(PFDA) 및 poly(V3D3-PFDA copolymer) 중 어느 하나가 적용될 수도 있다.At this time, the material of the polymer polymer is exemplified as poly(cyclosiloxane; cyclosiloxane) or poly(perfluorodecylacrylatet; perfluorooctyl methacrylate), and in addition, poly(FMA), poly(IBA), poly(EGDMA) ), poly(V3D3), poly(PFDA) or poly(V3D3-PFDA copolymer).

단계 220에서 수행되는 iCVD 공정은 단계 210에서 수행되는 공정과는 다르게, 다이아크릴레이트 계열의 고분자 대신 다른 물질을 사용하는 것을 특징으로 한다. 또한, 단계 220에서 수행되는 iCVD 공정은 단계 210에서 수행된 다이아크릴레이트 iCVD 공정과 비교하였을 때, 상대적으로 낮은 공정 온도와 높은 공정 압력을 사용하는 것을 특징으로 한다. The iCVD process performed in step 220 is different from the process performed in step 210, and is characterized by using a different material instead of the diacrylate-based polymer. In addition, the iCVD process performed in step 220 is characterized by using a relatively low process temperature and a high process pressure compared to the diacrylate iCVD process performed in step 210.

단계 230에서, 블로킹 유전막 상에 고분자 폴리머가 증착되어 메모리 특성을 나타내는 고분자 절연막을 형성한다. In step 230, a polymer polymer is deposited on the blocking dielectric film to form a polymer insulating film showing memory characteristics.

단계 230은 블로킹 유전막 상에 고분자 폴리머를 증착하여 수 nm의 얇은 두께에서 수μm의 두께까지 자유롭게 증착 가능하며, 빠른 증착속도, 우수한 절연특성과 유연성을 나타내는 고분자 절연막을 형성할 수 있다.In step 230, a polymer polymer is deposited on a blocking dielectric film to freely deposit from a thin thickness of several nm to a thickness of several μm, and a polymer insulation film exhibiting high deposition rate, excellent insulation properties and flexibility can be formed.

또한, 본 발명은 또 다른 관점에서 상기 고분자 절연막을 포함하는 박막 트랜지스터 소자에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a thin film transistor device including the polymer insulating film in another aspect.

상기 박막 트랜지스터 소자는 바텀 게이트(bottom gate) 박막 트랜지스터 소자, 탑 게이트(top gate) 박막 트랜지스터 소자 또는 IGZO 박막 트랜지스터 소자인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 소자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The thin film transistor device may be a bottom gate thin film transistor device, a top gate thin film transistor device, or an IGZO thin film transistor device, but is not limited thereto.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 합성된 다이아크릴레이트 계열의 고분자에 관한 실험 결과를 도시한 것이다.Figure 4 shows the experimental results for the polymer of the synthesized diacrylate-based polymer according to an embodiment of the present invention.

보다 상세하게는, 도 4(a)는 본 발명의 실시예에 따른 iCVD 공정을 이용하여 합성된 다이아크릴레이트 계열의 고분자를 도시한 것이고, 도 4(b)는 합성된 다이아크릴레이트 계열의 고분자의 파상수(wavenumber)에 대한 강도(intensity) 결과를 도시한 것이며, 도 4(c)는 합성된 다이아크릴레이트 계열의 고분자의 표면특성을 도시한 것이다. More specifically, FIG. 4(a) shows a diacrylate-based polymer synthesized using an iCVD process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4(b) shows a synthesized diacrylate-based polymer. It shows the intensity (intensity) results for the wave number (wavenumber), Figure 4 (c) shows the surface properties of the synthesized diacrylate-based polymer.

도 4(a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 다이아크릴레이트 계열의 1,4-부탄디올 다이아크릴레이트(1,4-Butanediol diacrylate; BDDA) 단량체를 이용하여 가교 고분자인 pBDDA를 합성한 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 4(b) 및 도 4(c)를 참조하면, FTIR 분석을 통해 고분자 박막이 다른 작용기의 손상 없이 중합이 잘 되었음을 확인할 수 있고, AFM 분석을 통해 표면 역시 매우 평탄하여 게이트 절연막으로 적합한 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4(a), according to an embodiment of the present invention, a crosslinked polymer pBDDA was synthesized using a diacrylate-based 1,4-butanediol diacrylate (BDDA) monomer. You can confirm that. In addition, referring to FIGS. 4(b) and 4(c), it can be confirmed that the polymer thin film was well polymerized without damaging other functional groups through FTIR analysis, and the surface is also very flat through AFM analysis, suitable as a gate insulating film. You can confirm that.

이로 인해, 본 발명의 실시예에 따라 합성된 디아크릴레이트 계열의 1,4-부탄디올 디아크릴레이트(1,4-Butanediol diacrylate) 고분자는 iCVD 공정을 통해 보다 강한 강도와 63.8±1.0˚의 표면특성을 나타내는 것을 알 수 있다. Due to this, the diacrylate-based 1,4-butanediol diacrylate polymer synthesized according to the embodiment of the present invention has a stronger strength and a surface property of 63.8±1.0˚ through an iCVD process. It can be seen that indicates.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 합성된 다이아크릴레이트 계열의 고분자의 절연 특성에 대한 실험 결과를 도시한 것이다.Figure 5 shows the experimental results for the insulating properties of the polymer of the synthesized diacrylate series according to an embodiment of the present invention.

합성된 고분자 박막의 전기적인 특성(절연특성)을 확인하기 위해 pBDDA를 이용하여 금속-절연체-금속(metal-insulator-metal, MIM) 소자를 제작하였으며, 50nm 두께의 알루미늄 전극을 이용하였다.To confirm the electrical properties (insulation properties) of the synthesized polymer thin film, a metal-insulator-metal (MIM) device was fabricated using pBDDA, and an aluminum electrode having a thickness of 50 nm was used.

MIM 소자의 단면 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM) 이미지를 도 5(a)에 나타내었다. 도 5(a)를 참조하면, 제작한 MIM 소자의 단면을 TEM으로 관찰한 결과, 가교 고분자인 pBDDA가 알루미늄(Al) 전극 표면에 매우 균일하게 증착된 것을 확인할 수 있다. 특히, pBDDA의 두께가 17nm 정도로 매우 얇은 두께임에도 불구하고 핀 홀(pin hole)이나 결함(defect)이 관찰되지 않았는데, 이는 기상 공정인 iCVD 공정의 장점으로 개발한 고분자 절연막의 다운-확장성(down scalability)이 우수한 것으로 예상된다. The cross-section transmission electron microscope (TEM) image of the MIM device is shown in Fig. 5(a). Referring to Figure 5 (a), as a result of observing the cross-section of the produced MIM device by TEM, it can be seen that the cross-linked polymer pBDDA is deposited on the surface of the aluminum (Al) electrode very uniformly. In particular, even though the thickness of pBDDA is very thin, such as 17 nm, no pin hole or defect was observed, which is a down-scalability (down) of the polymer insulating film developed as an advantage of the vapor deposition process iCVD process. scalability) is expected to be excellent.

도 5(b) 및 도 (c)를 참조하면, 단위 면적당 전기 용량(Ci)을 측정한 결과, 매우 얇은 두께로 인해 200nF/cm2의 높은 전기 용량 값을 나타내는 것을 알 수 있다. Referring to FIGS. 5(b) and 5(c), it can be seen that as a result of measuring the electric capacity (Ci) per unit area, a high electric capacity value of 200 nF/cm 2 is exhibited due to the very thin thickness.

도 5(d)를 참조하면, 실제로 pBDDA의 절연 특성과 다운-확장성(down scalability)를 확인하기 위해 두께별 MIM 소자를 제작하여 전기장에 따른 누설전류(J-E) 특성을 확인하였다. 그 결과, 20nm의 얇은 두께까지도 pBDDA 절연막의 파괴 전압이 8MV/cm로 매우 우수한 절연 특성을 나타내는 것을 확인하였다. 또한, 두께를 14nm 정도까지 줄여도 여전히 파괴 전압이 6MV/cm 정도로 높았고, 우수한 절연 특성을 나타내었다. 이를 통해 pBDDA가 얇으면서도 매우 높은 파괴 전압을 필요로 하는 저전력 메모리 소자의 블로킹 절연막으로 적합한 것임을 확인하였다. Referring to FIG. 5(d), in order to confirm the insulation characteristics and down-scalability of pBDDA, MIM devices for each thickness were fabricated to confirm leakage current (J-E) characteristics according to the electric field. As a result, it was confirmed that even with a thin thickness of 20 nm, the breakdown voltage of the pBDDA insulating film was 8 MV/cm, indicating very good insulating properties. In addition, even when the thickness was reduced to about 14 nm, the breakdown voltage was still as high as 6 MV/cm, and exhibited excellent insulating properties. Through this, it was confirmed that pBDDA is thin and is suitable as a blocking insulating film of a low-power memory device that requires a very high breakdown voltage.

도 5(e) 및 도 5(f)를 참조하면, pBDDA 절연막에 6MV/cm의 높은 전기장을 인가하면서 기계적 유연성 테스트를 진행한 결과, 3.5%의 매우 높은 변형률에서도 누설 전류의 증가없이 우수한 절연 특성을 유지하는 것을 확인할 수 있으며, 1.2%의 변형률에서 1000번의 벤딩(bending) 후에도 역시 절연 특성의 변화가 없이 유지되는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 고분자 절연막이 저전력 유연 메모리 소자용 블로킹 절연막으로 적합한 것임을 확인하였다. 5(e) and 5(f), as a result of performing mechanical flexibility test while applying a high electric field of 6 MV/cm to the pBDDA insulating film, excellent insulation properties without increasing leakage current even at a very high strain of 3.5% It can be confirmed that it is maintained, and after 1000 bendings at a strain of 1.2%, it can also be confirmed that the insulating property is maintained without change. Through this, it was confirmed that the polymer insulating film according to the embodiment of the present invention is suitable as a blocking insulating film for a low-power flexible memory device.

즉, 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고분자 절연막은 매우 얇은 두께에서도 기존에 볼 수 없었던 매우 높은 파괴 전압을 나타내며, 기계적 유연성이 뛰어난 것을 알 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 고분자 절연막은 저전력 유기 박막 트랜지스터용 게이트 절연막으로의 활용 가능성과 더불어, 유기물 기반 메모리 소자용 블로킹 유전막(Blocking dielectric layer)로 적합한 것을 확인할 수 있다. That is, referring to FIG. 5, it can be seen that the polymer insulating film according to the embodiment of the present invention exhibits a very high breakdown voltage that was not previously seen even in a very thin thickness, and has excellent mechanical flexibility. Through this, it can be confirmed that the polymer insulating film according to the embodiment of the present invention is suitable as a blocking dielectric layer for an organic material-based memory device, as well as the possibility of being used as a gate insulating film for a low power organic thin film transistor.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고분자 절연막은 매우 얇으면서도 우수한 절연특성의 블로킹 절연막이므로, 단순히 고분자 층을 적층함으로써, 메모리 소자를 구현할 수 있다. In addition, since the polymer insulating film according to an embodiment of the present invention is a very thin and excellent insulating insulating film, it is possible to implement a memory device by simply laminating a polymer layer.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고분자 절연막을 이용한 바텀 게이트 소자에 관한 실험 결과를 도시한 것이다.6 shows experimental results of a bottom gate device using a polymer insulating film according to an embodiment of the present invention.

보다 상세하게는, 도 6(a)는 다이아크릴레이트 계열의 1,4-부탄디올 다이아크릴레이트(1,4-Butanediol diacrylate)를 블로킹 유전막으로 사용하는 바텀-게이트 TFT(bottom-gate TFT) 소자 구조를 도시한 것이고, 도 6(b) 및 도6(c)는 트랜스퍼(transfer) 특성 그래프를 도시한 것이다.More specifically, Figure 6 (a) is a bottom-gate TFT (bottom-gate TFT) device structure using a diacrylate-based 1,4-butanediol diacrylate (1,4-Butanediol diacrylate) as a blocking dielectric film 6(b) and 6(c) are graphs of transfer characteristics.

Bilayer 절연막을 이용하여 도 6(a)에 도시된 바와 같이 p-타입 펜타센(p-type pentacene) 기반의 유기 박막 트랜지스터를 제작하였다. An organic thin film transistor based on p-type pentacene was fabricated as shown in FIG. 6(a) by using a bilayer insulating film.

도 6(b) 및 도 6(c)를 참조하면, 제작한 소자들 모두 히스테리시스(hysteresis) 없이 이상적인 소자 구동을 하는 것을 알 수 있다. 특히, 사용한 절연막의 두께가 매우 얇기 때문에 6V 이하의 저전력 구동도 가능하다.Referring to FIGS. 6(b) and 6(c), it can be seen that all the manufactured devices perform ideal device driving without hysteresis. In particular, since the thickness of the insulating film used is very thin, low-power driving of 6V or less is also possible.

이러한 소자가 메모리 특성이 있는지 확인하기 위해, 소자의 게이트 전극에 일정량 이상의 펄스를 가하면서 트랜스퍼(transfer) 특성을 변화를 살펴보았다. 우선, 이중층(bilayer) 절연막을 이용한 네 개의 소자들에 각각 ±14V의 펄스를 인가하고, 트랜스터(transfer) 특성을 측정하였다. 도 6(c)를 참조하면, 펄스를 인가한 방향으로 트랜스퍼 커브 즉, 문턱전압(VT)이 이동하여 두 커브 사이의 거리가 멀어지는 것을 확인할 수 있다.In order to confirm that these devices have memory characteristics, a change in transfer characteristics was examined while applying a pulse of a predetermined amount or more to the gate electrodes of the elements. First, a pulse of ±14 V was applied to each of the four devices using a bilayer insulating film, and the transfer characteristics were measured. Referring to FIG. 6(c), it can be seen that the transfer curve, that is, the threshold voltage VT, moves in the direction in which the pulse is applied, so that the distance between the two curves increases.

특히, 이중층(bilayer) 절연막에서 일렉트릿(electret)인 pV3D3 두께가 얇아질수록 문턱전압 이동도(VT shift)가 증가하여 두 커브 사이의 거리가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는 게이트 전극에 동일한 전압을 인가했을 때, pV3D3 두께가 줄어들수록 pV3D3에 걸리는 전기장이 증가하기 때문이다. 전기장이 증가하게 되면 결과적으로 많은 양의 전하들이 일렉트릿(electret) 내부로 원활하게 주입되어 트랩되고, 이로 인해 문턱전압 이동도(VT shift)를 증가시키는 것이다. In particular, it can be seen that as the thickness of pV3D3, which is an electret in the bilayer insulating film, becomes thinner, the threshold voltage mobility increases and the distance between the two curves increases. This is because when the same voltage is applied to the gate electrode, the electric field applied to pV3D3 increases as the thickness of pV3D3 decreases. As the electric field increases, as a result, a large amount of charges are smoothly injected and trapped inside the electret, thereby increasing the threshold voltage mobility (VT shift).

즉, 도 6을 참조하면, 다이아크릴레이트 계열의 1,4-부탄디올 다이아크릴레이트(1,4-Butanediol diacrylate)를 블로킹 유전막으로 사용하는 경우, iCVD 공정은 용매를 사용하지 않기 때문에 아래에 있는 층(underlying layer)에 손상을 주지 않아 TFT 소자에 적합한 것을 알 수 있으며, 뛰어난 메모리 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. That is, referring to FIG. 6, when a diacrylate-based 1,4-butanediol diacrylate is used as a blocking dielectric film, the iCVD process does not use a solvent, and therefore the layer below It can be seen that it does not damage (underlying layer) and is suitable for TFT devices, and it can be seen that it exhibits excellent memory characteristics.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고분자 절연막을 적용한 저전력 유연 메모리 소자에 관한 실험 결과를 도시한 것이다.7 and 8 show experimental results of a low-power flexible memory device using a polymer insulating film according to an embodiment of the present invention.

도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 게이트 전극에 가하는 펄스의 크기를 바꿔가면서 문턱전압(VT)의 변화를 분석한 결과, pV3D3가 두꺼워도 가해지는 펄스가 커지면 문턱전압 이동도(VT shift)는 증가하는 것을 확인할 수 있다. 7(a) and 7(b), as a result of analyzing a change in the threshold voltage VT while changing the magnitude of the pulse applied to the gate electrode, as a result of increasing the pulse applied even when pV3D3 is thick, the threshold voltage mobility is increased. It can be seen that (VT shift) increases.

프로그래밍과 이레이징 전압이 증가하게 되어 각각의 방향으로 문턱전압이 더 이동하게 되고, 이로 인해 도 7(c)에 도시된 바와 같이 메모리 윈도우 역시 증가하게 된다. 결과적으로, 본 발명은 일렉트릿(electret)인 pV3D3의 두께를 줄임으로써, 충분한 메모리 윈도우(약 5V)를 획득하는데 필요한 게이트 전압의 크기를 14V까지 줄일 수 있다. As programming and erasing voltages increase, threshold voltages move further in each direction, and as a result, the memory window also increases as shown in FIG. 7(c). As a result, the present invention can reduce the size of the gate voltage required to obtain a sufficient memory window (about 5V) to 14V by reducing the thickness of the electret pV3D3.

메모리는 프로그래밍 전압(voltage)을 줄이는 것 외에도 트랩된 전하를 오랜 시간 안정적으로 유지하는 즉, 정보 저장 능력인 보유(retention) 특성도 중요하다. 액상 공정을 이용한 기존 기술들은 일렉트릿(electret)의 두께가 얇아질수록 불순물과 결함(defect)들 때문에 보유(retention) 특성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 다만, 본 발명은 iCVD 기상 공정을 이용하여 고순도이면서 우수한 막질의 일렉트릿(electret)을 매우 얇은 두께로 도입하였기 때문에, 도 7(d) 및 도 7(e)에 도시된 바와 같이 두께에 따른 보유(retention) 특성들 역시 프로그래밍 전압(voltage)만 다를 뿐, pV3D3 두께에 무관하게 변화가 없는 것을 확인하였다.In addition to reducing the programming voltage, the memory maintains the trapped charge stably for a long time, that is, a retention characteristic, which is an information storage capability. It can be seen that the existing technologies using the liquid phase process have lower retention characteristics due to impurities and defects as the thickness of the electret becomes thinner. However, since the present invention introduces an electret of high purity and excellent film quality in a very thin thickness using an iCVD gas phase process, it is retained according to the thickness as shown in FIGS. 7(d) and 7(e). It was confirmed that the (retention) characteristics also differed only in the programming voltage, and did not change regardless of the thickness of pV3D3.

결과적으로, 본 발명은 iCVD 공정을 활용하여 우수한 막질의 이중층(Bilayer) 절연막을 형성하고, 일렉트릿(electret)의 두께를 3nm까지 줄였기 때문에, 메모리의 다른 특성들의 저하 없이 구동 전압만 14V까지 줄일 수 있으므로, 저전력 메모리 소자 구현이 가능하다. As a result, the present invention forms an excellent film quality bilayer insulating film by utilizing the iCVD process, and reduces the thickness of the electret to 3 nm, so that only the driving voltage is reduced to 14 V without deteriorating other characteristics of the memory. Therefore, it is possible to implement a low-power memory device.

저전력 메모리 소자를 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN) 기판 상에 제작하여 유연성 평가를 수행한 결과, 도 8을 참조하면, iCVD bilayer 메모리 소자에 1.6%의 압력을 가해도 메모리 윈도우의 감소가 없고, 드레인 전류(drain current, ID)의 온 상태(on-state)와 오프 상태(off-state)가 뚜렷하게 구분되어 메모리 특성을 잘 유지하는 것을 확인할 수 있다. As a result of performing flexibility evaluation by fabricating a low-power memory device on a polyethylene naphthalate (PEN) substrate, referring to FIG. 8, even if a pressure of 1.6% is applied to the iCVD bilayer memory device, there is no reduction in the memory window. It can be seen that the on-state and the off-state of the drain current (ID) are clearly divided to maintain memory characteristics well.

마찬가지로, 1000번의 벤딩(bending)에도 메모리 특성의 저하 없이 소자가 잘 구동되는 것을 확인할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 iCVD bilayer 절연막을 이용하여 구동 전압을 낮추면서도 유연한 메모리 소자를 구현할 수 있음을 확인하였다. Similarly, it can be confirmed that the device is well driven without deteriorating memory characteristics even for 1000 bendings. Therefore, it was confirmed that the present invention can implement a flexible memory device while lowering the driving voltage using an iCVD bilayer insulating film.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (9)

개시제를 사용하는 화학 기상 증착 방법(initiated chemical vapor deposition; iCVD)을 이용하여 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자를 합성하는 단계;
상기 합성된 가교 고분자(cross-linking polymer)를 블로킹 유전막(Blocking dielectric layer)으로 사용하고, 상기 블로킹 유전막 상에 iCVD 공정을 통해 고분자 폴리머를 형성하는 단계; 및
상기 블로킹 유전막 상에 상기 고분자 폴리머가 증착되어 메모리 특성을 나타내는 고분자 절연막을 형성하는 단계
를 포함하는 iCVD 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 제조 방법. Synthesizing a diacrylate-based polymer using a chemical vapor deposition (iCVD) method using an initiator;
Using the synthesized cross-linking polymer as a blocking dielectric layer, and forming a polymer polymer through an iCVD process on the blocking dielectric layer; And
Forming a polymer insulating film exhibiting memory characteristics by depositing the polymer polymer on the blocking dielectric film
Method for producing a high-performance polymer insulating film using an iCVD process comprising a. 제1항에 있어서,
상기 고분자를 합성하는 단계는
개시제를 열분해하여 자유 라디칼(free radical)을 형성하고, 상기 자유 라디칼을 이용하여 단량체를 활성화하여 연쇄 중합 반응시키는 iCVD 공정을 이용하여 다이아크릴레이트 계열의 단량체를 상기 다이아크릴레이트 계열의 고분자로 합성하는, iCVD 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 제조 방법.According to claim 1,
Synthesizing the polymer is
Synthesizing a diacrylate-based monomer into the diacrylate-based polymer using an iCVD process in which a initiator is thermally decomposed to form a free radical, and the free radical is used to activate a monomer to perform a chain polymerization reaction. , Method for manufacturing a high performance polymer insulating film using an iCVD process. 제2항에 있어서,
상기 다이아크릴레이트 계열의 단량체는
다이아크릴레이트 계열의 디에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트(Di(ethylene glycol) diacrylate), 1,3-부탄디올 다이아크릴레이트(1,3-Butanediol diacrylate), 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트(Neopentyl glycol diacrylate), 1,4-부탄디올 다이아크릴레이트(1,4-Butanediol diacrylate) 및 1,6-헥산디올 다이아크릴레이트(1,6-Hexanediol diacrylate) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, iCVD 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 제조 방법.According to claim 2,
The diacrylate-based monomer is
Diacrylate-based diethylene glycol diacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1 ,4-butanediol diacrylate (1,4-Butanediol diacrylate) and 1,6-hexanediol diacrylate (1,6-Hexanediol diacrylate), characterized in that any one of the high-performance polymer insulating film using an iCVD process Manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 고분자 폴리머를 형성하는 단계는
높은 파괴전압과 기계적 유연성을 나타내는 상기 합성된 가교 고분자를 상기 블로킹 유전막으로 사용하고, 상기 블로킹 유전막 상에 개시제를 열분해하여 자유 라디칼(free radical)을 형성하고, 상기 자유 라디칼을 이용하여 단량체를 활성화하여 연쇄 중합 반응시켜 상기 고분자 폴리머를 증착하는, iCVD 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 제조 방법.According to claim 1,
The step of forming the polymer polymer is
The synthesized crosslinked polymer exhibiting high breakdown voltage and mechanical flexibility is used as the blocking dielectric film, thermally decomposing an initiator on the blocking dielectric film to form free radicals, and activating monomers using the free radicals Method for producing a high-performance polymer insulating film using an iCVD process to deposit the polymer polymer by a chain polymerization reaction. 제4항에 있어서,
상기 고분자 절연막을 형성하는 단계는
상기 블로킹 유전막 상에 상기 고분자 폴리머를 증착하여 수 nm의 얇은 두께에서 수μm의 두께까지 자유롭게 증착 가능하며, 빠른 증착속도, 우수한 절연특성과 유연성을 나타내는 상기 고분자 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는, iCVD 공정을 이용한 고성능 고분자 절연막의 제조 방법.According to claim 4,
The step of forming the polymer insulating film
ICVD characterized by forming the polymer insulating film by depositing the polymer polymer on the blocking dielectric film to a thickness of several nm to a thickness of several μm, and exhibiting a high deposition rate, excellent insulation properties and flexibility. Method for manufacturing a high-performance polymer insulating film using a process. 개시제를 사용하는 화학 기상 증착 방법(initiated chemical vapor deposition; iCVD)에 의해 합성된 다이아크릴레이트(Diacrylate) 계열의 고분자를 블로킹 유전막(Blocking dielectric layer)으로 사용하고, 상기 블로킹 유전막 상에 iCVD 공정으로 고분자 폴리머를 증착하여 형성되며, 메모리 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 고분자 절연막.A diacrylate-based polymer synthesized by chemical vapor deposition (iCVD) using an initiator is used as a blocking dielectric layer, and a polymer is obtained by iCVD on the blocking dielectric layer. A polymer insulating film formed by depositing a polymer and exhibiting memory characteristics. 제6항에 있어서,
상기 고분자 폴리머는
폴리머 일렉트릿(Polymer electret)이며, 상기 iCVD 공정으로 인해 3nm의 두께로 상기 블로킹 유전막 상에 증착되는 것을 특징으로 하는 고분자 절연막.The method of claim 6,
The polymer polymer is
Polymer electret, a polymer insulating film characterized by being deposited on the blocking dielectric film with a thickness of 3 nm due to the iCVD process. 제6항 및 제7항의 고분자 절연막을 포함하는 박막 트랜지스터 소자. A thin film transistor device comprising the polymer insulating films of claims 6 and 7. 제8항에 있어서,
상기 박막 트랜지스터 소자는
바텀 게이트(bottom gate) 박막 트랜지스터 소자인 것을 특징으로 하는, 박막 트랜지스터 소자.The method of claim 8,
The thin film transistor device
A thin film transistor device, characterized in that it is a bottom gate (bottom gate) thin film transistor device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150040406A (en) * 2013-10-07 2015-04-15 한국과학기술원 Method for manufacturing encapsulation film and electronic device including encapsulation film manucactured thereby

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