유기 박막 트랜지스터의 제조방법 document_id A220623061520

통상적으로, 유기 반도체는 반도체 특성을 나타내는 공액성 유기 고분자인 폴리아세틸렌이 개발된 후, 합성방법의 다양함, 필름형태로 형성이 용이함, 유연성, 전도성, 저렴한 생산비와 같은 유기물의 특성 때문에 새로운 전기전자재료로서 기능성 전자소자 및 광소자 등 광범위한 분야에서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 이러한 전도성 고분자를 이용한 소자 중에서, 유기물을 액티브층으로 사용하는 유기 박막 트랜지스터(Organic Thin Film Transistor; OTFT)에 관한 연구가 1980년 이후부터 시작되었으며, 근래에는 전세계에서 많은 연구가 진행 중에 있다. 상기 유기 박막 트랜지스터는 실리콘 박막 트랜지스터와 구조적으로 거의 같은 형태로 반도체 영역에 실리콘 대신에 유기물을 사용한다는 차이점이 있다. 이러한 유기 박막 트랜지스터는 기존의 실리콘 박막을 형성하기 위한 플라즈마를 이용한 화학기상증착(Chemical Vapour Deposition; CVD)을 대신하여 상압(常壓)의 프린팅 공정으로 박막형성이 가능하며, 더 나가서는 플라스틱 기판을 이용한 연속공정(roll to roll)이 가능하고 저가의 박막 트랜지스터를 구현할 수 있는 장점이 있다. 도 1은 일반적인 유기 박막 트랜지스터의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 유기 박막 트랜지스터는 기판(10) 위에 형성된 게이트전극(21), 상기 게이트전극(21) 위에 형성된 제 1 절연막(15a), 상기 제 1 절연막(15a) 위에 형성된 소오스/드레인전극(22, 23), 상기 소오스전극(22)과 드레인전극(23) 사이의 게이트전극(21) 상부에 형성되어 상기 소오스/드레인전극(22, 23)과 전기적으로 접속하는 유기 액티브층(24), 상기 유기 액티브층(24)의 좌우에 위치하는 뱅크(30), 상기 유기 액티브층(24)이 형성된 기판(10) 전면에 형성된 제 2 절연막(15b) 및 상기 뱅크(30)와 제 2 절연막(15b)에 형성된 콘택홀을 통해 하부 드레인전극(23)과 전기적으로 접속하는 화소전극(18)으로 이루어져 있다. 이때, 상기 유기 액티브층(24)은 펜타센(pentacene)과 같은 저분자 유기물로 형성되며, 이와 같이 가용성(soluble)의 유기 반도체를 사용할 경우 후속 공정에서 상기 유기 반도체가 식각액(etchant)이나 스트리퍼(stripper)에 의해 손상을 받게 되어 기존의 감광막을 이용한 포토리소그래피(photolithography)공정이 용이하지 않다. 즉, 상기 펜타센은 감광막에 의해 그 전기적 특성이 변화되기 때문에, 일반적인 포토리소그래피공정을 사용할 수가 없다. 따라서, 상기 유기 액티브층(24)은 쉐도우마스크(shadow mask)를 사용하여 형성할 수 있으며, 쉐도우마스크는 패턴을 형성하고자 하는 영역이 오픈되어 있는 것으로, 일반적으로 포토리소그래피공정에서 사용하는 마스크와는 다른 개념을 가진다. 그러나, 쉐도우마스크를 통해 형성된 패턴은 일반 마스크를 사용한 패턴에 비해 정밀도가 매우 떨어진다. 이러한 패터닝의 어려움을 극복하고 공정을 단순화하기 위해 잉크젯공정을 적용하고 있지만, 전술한 바와 같이 유기 액티브층(24)의 위치 정밀도 및 균일한 막 특성을 확보하기 위해 뱅크(30)를 추가적으로 형성하게 됨에 따라 공정 단순화 측면에서 상충되게 된다. 또한, 잉크젯공정의 특성상 패턴 사이즈의 헤드(head) 의존성이 크기 때문에 미세 패턴을 형성하는데 어려움이 있어 고해상도 및 고개구율 확보에 제한적이다.