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- 내  용 -

플렉시블 일렉트로닉스 분야에서의 적용을 위해 유기 트랜지스터 소자에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 이들 소자는 비록 고성능을 나타내는 무기계 채널 소자를 이용하는 트랜지스터에 비해 성능은 떨어지지만, 대면적 제작이 용이하고 저가 공정이 가능하다는 점에서 여전히 높은 잠재성을 가지고 있는 기술이다. 특히 롤투롤 등의 인쇄 공정을 이용한다면 이러한 특징을 더욱 잘 살릴 수 있을 것으로 보여, 관련 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이들 소자를 실제 시스템 내부의 회로 요소나 디스플레이 등의 백플레인 소자로 사용하는 경우, 트랜지스터의 문턱전압을 조절하는 것은 매우 중요하다. 하지만 유기 트랜지스터의 문턱전압은 소자나 공정 설계에 의해 정확하게 정의하기 어렵고, 소재의 특성상, 동작 중에도 다양한 변동을 경험하는 경우가 많다.

원문자료에서는 위에서 언급한 문턱전압의 변동 특성에 주목하여, 소자의 보다 안정적인 동작을 도모하는 한편, 다양한 기능성을 부여하기 위한 기술 과제에 대해 설명하고 있다. 우선 트랜지스터의 기본적인 동작과 문턱전압의 변동을 야기하는 각각의 원인에 대해 고찰하고, 유기 트랜지스터 소자의 구조 및 사용 소재, 그리고 응용 분야에 따른 문턱전압의 의도적 혹은 비의도적 변동 현상에 대해 상세하게 고찰한다. 또한 메모리 소자나 센서 소자 등에서 관찰되는 현상에 대해서도 언급한다.

원문자료와 같이, 문턱 전압 변동이라는 특정한 소자 동작을 집중적으로 고찰한 문헌은 매우 드물며, 특히 유기 트랜지스터에서 언제나 문제가 되어 온 소자 불안정성의 원인으로서의 문턱전압 변동과 메모리 등의 응용소자에서 관찰되는 문턱전압 변동을 종합적으로 고찰함으로써, 그동안 이 문제를 체계적으로 정리하는 데 어려움을 겪어온 연구자들에게는 물론, 유기 트랜지스터 및 유기 메모리, 센서 등 차세대 유기 트랜지스터 관련 소자 기술을 이해하고자 하는 기술자들에게 매우 좋은 기술자료로서의 역할을 할 수 있을 것으로 생각되어 분석자료로 추천한다.

- 목  차 -

1. Introduction and theoretical basis
1.1. Operation of field effect transistors
1.2. Charge density in a MIS capacitor
1.3. Charge transport in the transistor channel
1.4. Nonideal behavior and gate voltage-dependent mobility
1.5. Use of transistors as memory devices

2. Electrostatic mechanisms of threshold voltage shifting
2.1. Static charge in bulk dielectrics
2.2. Addition and manipulation of surface dipoles at dielectric interfaces to semiconductors or gate metals
2.3. Ferroelectric polarization in polymer and ceramic dielectrics
2.4. Charging of embedded grains and nanostructures
2.5. Charging of embedded floating gates
2.6. Addition of a gate on the semiconductor free surface
2.7. Ionic polarization of the gate dielectric

3. Threshold voltage shift modulation by nonelectrical energy
3.1. Mechanical force
3.2. Photopolarization and photoinduced charge transfer

4. Processes for achieving shifted transistors
4.1. Printable materials and annealing requirements
4.2. High-throughput interface modification including self-assembled monolayers
4.3. High-throughput, patternwise charging and discharging
4.4. Inkjet printing of charged inks

5. Special applications of threshold shifting
5.1. Circuit tuning―inverter properties
5.2. Chemical sensors

6. Conclusion and future prospects