유기반도체 층간 절연막 포토공정 최적화 연구

Abstract

유기물 반도체의 가장 우수한 특성으로는 저온에서 박막의 제작이 가능하고 공정이 기존 TFT보다 단순하기 때문에 적은비용으로 대면적 소자의 제작이 용이하여 고온, 진공에서 증착하는 복잡한 공정으로 인하여 플라스틱 기판의 사용이 불가하였으나 유기물 반도체는 상압의 스핀코팅 제조공정을 통하여 단순화 시킬 수 있으며 저온 공정이 가능하다. 그래서, 차세대 디스플레이 system에서 요구되는 flexibility나 제품의 저가격을 형성하기 위하여 top-gate TFT 소자 제작 시 사용되는 gate 전극과 data 전극간에 inter layer dielectric(ILD)으로 이용하고자 SA-7 photo resister를 이용하여, OTFT의 특성에 맞는 패턴 선폭(CD: Critical Dimension)을 만족하는 공정조건과 상압의 스핀코팅방법에 대하여 연구 및 최적화를 진행하였다.

본 실험에서는 OFAT 실험방법을 통하여 기존에 축적된 연구관련 지식 및 경험자료를 바탕으로 조건을 결정하고, 특정 시점에 단일인자를 변화시켜가면서 최소한의 연구를 진행하여 최적화된 결과를 얻을 수 있었다. 연구결과에서 확보한 PHOTO 공정 조건에 의하여 성공적으로 3 ~ 4 um 지름의 via hole이 형성함을 확인하였고, 이 홀을 통하여 아래쪽에 형성된 Al2O3막과 CYTOP 막을 순차적으로 wet-etching 공정과 dry-etching 공정을 통하여 막을 제거하여 via가 ILD막부터 유기 반도체층까지 성공적으로 연결됨을 확인할 수 있었다. 또한, 이 홀을 통하여 source-drain 용 Au (골드) 막을 성공적으로 형성하여, 반도체까지 contact이 됨을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 활용한 층간 절연막을 구성하는 물질로 SA-7을 이용하여 bottom-contact / top gate 소자로 제작하면 고해상도 대면적 디스플레이 구동소자로 사용 가능함을 확인 할 수 있었다.