[3PS-020]
Voltage-Engineered Dielectric Interfaces for Stable Organic Charge-Modulated Field-Effect Transistors
발표자오수현 (한양대학교)
연구책임자이화성 (한양대학교)
Abstract
OCMFET는 플로팅 게이트로 구동될 때는 FET로 작동하고, 컨트롤 게이트로 구동될 때에는Charge-Modulated FET으로 작동하는 두가지 구동 타입을 갖는다. 이러한 두 구동 모드는 압력, 화학 및 바이오 센서 등 다양한 센서에 적합한 소자로 주목받고 있다. 그러나FET 구동성능과 CFMFET 구동 간의 성능 차이는 센서 및 구동소자 적용 시 신뢰성 저하를 야기할 수 있다. 우리는 저전압 구동에 주로 사용되는 AlOx 유전체의 두께 및 밀도를 정밀하게 조절하고, 표면처리에 따른 유전체 전기적 특성과 두 소자구조간 성능 상관관계를 체계적으로 분석하였다. 양극산화 전압 제어를 통해 나노미터 단위로 AlOx절연체의 두께를 제어했으며, TDPA기반 SAM을 도입하여 소자 성능의 안정성을 향상시켰다. 이러한 유전체 특성의 제어는 플로팅 게이트 – 컨트롤 게이트 사이의 유효 커패시턴스를 조절하여 전하 결합 효율에 직접적인 영향을 미쳤다. 유전체 및 표면 특성이 동시에 최적화된 OCMFET는 컨트롤 게이트 구동 시 플로팅 게이트 전위 변조가 효과적으로 증폭되어 채널 전류의 민감한 변화를 유도하였다. 이 두가지 구동 모드에서 소자성능을 최적화함으로써 OCMFET가 다양한 외부 자극을 고감도로 검출할 수 있는 다기능 센서 플랫폼으로 확장 가능함을 시사한다.