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Fabrication of the solution-processed TIPS pentacene transistors using selective deposition

Title
Fabrication of the solution-processed TIPS pentacene transistors using selective deposition
Other Titles
선택적인 증착법을 이용한 용액공정 가능한 TIPS pentacene 유기전자소자 제작
Authors
이지수
Issue Date
2010
Department/Major
대학원 화학·나노과학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
김연상정병문
Abstract
To obtain selectively self-aligned active layers of organic thin film transistors (OTFTs) from a solution-processed 6,13-bis(triisopropylsilylethynyl) pentacene (TIPS pentacene) semiconductor, we patterned SiO₂ dielectric coated with a hydrophobic monoglycidyl ether terminated PDMS using UV/ozone (UVO) exposure. Drop-casted TIPS pentacene molecules were selectively crystallized on the UVO treated area, where a hydrophilic surface was induced. We used 1 wt% TIPS pentacene solution in mixed solvent (toluene or chlorobenzene : dodecane = 3:1 w/w) to form the single crystal semiconductors so that obtained the crystalline active layers and electrical characteristics including a carrier mobility of 0.1~0.2 cm²/Vs and an I_(on)/I_(off) ratio of 10^(5).;용액공정을 통한 OTFTs 제작은 공정이 간단하고 비용이 적게 들기 때문에 최근까지도 연구가 활발히 이루어지고 있다. 유기용매에 잘 녹는 TIPS pentacene 물질을 이용한 OTFTs를 제작함에 있어서, 선택적으로 패터닝이 가능하면서 결정성이 좋은 active layer를 얻기 위한 공정에 관한 연구를 진행하였다. Dielectric layer로 쓰이는 SiO₂ wafer 위에 PDMS thin layer를 코팅한 뒤 shadow mask를 대고 UVO 처리를 하면 UVO가 노출된 부분만 hydrophilic한 표면으로 바뀌고, 이렇게 처리한 기판에 TIPS pentacene 용액을 떨어뜨리면 dewetting 현상에 의해 hydrophilic한 부분에만 semiconductor material이 증착된다. 결정성이 좋은 semiconductor layer를 만들기 위해 toluene 혹은 chlorobenzene과 dodecane을 3:1로 섞은 용액을 사용하였다. 이와 같은 조합의 용액을 사용하면 edge에서 center로 흐르는 Marangoni flow가 생기고, drop-casting 공정에서 일반적으로 발생하는 coffee-stain 효과가 덜 나타나게 되어, 결정성이 좋은 semiconductor layer가 형성된다. Active layer의 선택적인 증착과 결정성을 향상시키는 공정을 통해 carrier mobility가 0.1~0.2 cm2/Vs, I_(on)/I_(off) ratio가 10^(5)인 OTFTs를 제작할 수 있었다.
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일반대학원 > 화학·나노과학과 > Theses_Master
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