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RF 마크네트론 스퍼터링에 의해 저온 증착한 SrTiO₃ 박막의 전기적 특성
김동식(D. S. Kim),이재신(J. S. Lee) 한국진공학회(ASCT) 1996 Applied Science and Convergence Technology Vol.5 No.4
Pt/Ti/SiO₂/Si 기판 위에 r.f. 마그네트론 스퍼터링 방법으로 300℃이하의 저온에서 SrTiO₃ 박막을 증착하였다. XRD, RBS, TEM, EPMA로 증착된 박막의 재료적 특성을 분석하였고, Al/SrTiO₃/Pt의 구조로 커패시터를 제작하여 전기적 특성을 분석하였다. 기판온도가 증가함에 따라 박막의 결정성과 유전율이 향상되었으나, 200℃이하의 기판온도에서는 Sr이 결핍된 조성을 갖게 되어 증착된 박막이 반도성을 나타내었다. 증착 중에 기판에 양의 d.c. 전압을 10~30V 인가함으로써 박막의 결정성이 크게 향상되었고, 유전특성도 개선되었다. 300℃의 기판온도에서 20V의 d.c. bias를 인가하여 증착한 400㎚두께의 SrTiO₃ 박막은 <211> 우선방향성을 갖는 주상정 구조와 화학양론적인 조성을 나타내었고, 본 연구에서 가장 우수한 전기적 특성을 보였다. 100㎑에서 유전율이 98, 유전손실이 34% 였으며, 3V에서 누설전류는 10^(-5)A/㎠ 였다. SrTiO₃ thin films were deposited on Pt/Ti/SiO₂/Si substrates at low temperatures below 300℃ by r.f. magnetron sputtering. The materials and the electrical properties of the deposited films were investigated with controlling deposition parameters such as substrate temperature(T_s) and positive substrate d.c. bias voltage. Stoichiometric SrTiO₃ films were obtained at T_s of 300℃, but Sr content in the film was less than that of a target when T_s was lower than 300℃, resulting in poor electrical properties. By introducing a positive substrate d.c. bias during deposition, the crystallinity and the dielectric properties of the films were markedly improved. 400㎚ thick SrTiO₃, films deposited at 300℃ with a positive substrate d.c. bias of 20V showed a columnar structure with <211> crystallographic direction and a dielectric constant of 98.
K. S. Kim(김경석),Y. H. Kim(김영훈),J. In. Han(한정인),K. N. Choi(최광남),S. K. Kwak(곽성관),D. S. Kim(김동식),K. S. Chung(정관수) 한국진공학회(ASCT) 2008 Applied Science and Convergence Technology Vol.17 No.5
본 논문은 TIPS Pentacene을 유기반도체로 사용한 유기박막 트랜지스터의 용제에 따른 전기적 특성에 대한 연구로서, 용제로는 chlorobenzene, p-xylene, chloroform, toluene을 사용하였으며, 회전 도포 방법을 사용하여 TIPS pentacene을 혼합하여 적층하였다. chlorobenzene을 사용하여 만들어진 유기박막 트랜지스터는 1.0×10?² ㎠/Vㆍs의 전계효과 이동도, 4.3×10³의 on/off 비율, 5.5 V의 문턱전압의 특성을 보였다. 반대로, chloroform을 사용하여 만들어진 유기박막 트랜지스터는 5.8×10?? ㎠/Vㆍs의 전계효과 이동도, 1.1×10²의 on/off 비율, 1.7 V의 문턱전압의 특성을 보였다. 또한 각 용제에 따른 TIPS pentacene 결정크기를 AFM을 통하여 측정하였다. 이와 같은 결과들을 통하여, 더 높은 끊는점을 가진 용제는 TIPS Pentacene의 더 큰 결정 크기와 높은 결정화 성향으로 인하여 더 좋은 전기적 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었으며, 본 실험에서는 끓는점이 가장 높은 chlorobenzene을 사용한 TIPS Pentacene 유기박막 트랜지스터가 가장 좋은 전기적 특성을 나타내는 것을 확인하였다. In this paper, we investigated the electrical properties of triisopropylsilyl (TIPS) pentacene organic thin-film transistor (OTFT) depending on solvent type. We spin coated TIPS pentacene by using chlorobenzene, p-xylene, chloroform, and toluene as solvents. Fabricated OTFT with chlorobenzene shows field-effect mobility of 1.0×10?² ㎠/Vㆍs, on/off ratio of 4.3×10³ and threshold voltage of 5.5 V. In contrast, with chloroform, the mobility is 5.8×10?? ㎠/Vㆍs, on/off ratio of 1.1×10² and threshold voltage of 1.7 V. Moreover we measured the grain size of each TIPS pentacene solvent by atomic force microscopy (AFM). From these results, it can be concluded that a solvent with higher boiling point results in better electrical characteristics due to large grain size and high crystallinity of TIPS pentacene layer. In this paper TIPS pentacene with chlorobenzene shows the best electrical properties.
김경석,김영훈,한정인,최광남,곽성관,김동식,정관수,Kim, K.S.,Kim, Y.H.,Han, J.-In,Choi, K.N.,Kwak, S.K.,Kim, D.S.,Chung, K.S. The Korean Vacuum Society 2008 Applied Science and Convergence Technology Vol.17 No.5
본 논문은 TIPS Pentacene을 유기반도체로 사용한 유기박막 트랜지스터의 용제에 따른 전기적 특성에 대한 연구로서, 용제로는 chlorobenzene, p-xylene, chloroform, toluene을 사용하였으며, 회전 도포 방법을 사용하여 TIPS pentacene을 혼합하여 적층하였다. chlorobenzene을 사용하여 만들어진 유기박막 트랜지스터는 $1.0{\times}10^{-2}cm^2/V{\cdot}s$의 전계효과 이동도, $4.3{\times}10^3$의 on/off 비율, 5.5 V의 문턱전압의 특성을 보였다. 반대로, chloroform을 사용하여 만들어진 유기박막 트랜지스터는 $5.8{\times}10^{-7}cm^2/V{\cdot}s$의 전계효과 이동도, $1.1{\times}10^2$의 on/off 비율, 1.7 V의 문턱전압의 특성을 보였다. 또한 각 용제에 따른 TIPS pentacene 결정크기를 AFM을 통하여 측정하였다. 이와 같은 결과들을 통하여, 더 높은 끊는점을 가진 용제는 TIPS Pentacene의 더 큰 결정 크기와 높은 결정화 성향으로 인하여 더 좋은 전기적 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었으며, 본 실험에서는 끓는점이 가장 높은 chlorobenzene을 사용한 TIPS Pentacene 유기박막 트랜지스터가 가장 좋은 전기적 특성을 나타내는 것을 확인하였다. In this paper, we investigated the electrical properties of triisopropylsilyl (TIPS) pentacene organic thin-film transistor (OTFT) depending on solvent type. We spin coated TIPS pentacene by using chlorobenzene, p-xylene, chloroform, and toluene as solvents. Fabricated OTFT with chlorobenzene shows field-effect mobility of $1.0{\times}10^{-2}cm^2/V{\cdot}s$, on/off ratio of $4.3{\times}10^3$ and threshold voltage of 5.5 V. In contrast, with chloroform, the mobility is $5.8{\times}10^{-7}cm^2/V{\cdot}s$, on/off ratio of $1.1{\times}10^2$ and threshold voltage of 1.7 V. Moreover we measured the grain size of each TIPS pentacene solvent by atomic force microscopy (AFM). From these results, it can be concluded that a solvent with higher boiling point results in better electrical characteristics due to large grain size and high crystallinity of TIPS pentacene layer. In this paper TIPS pentacene with chlorobenzene shows the best electrical properties.