Performance of Pentacene-based Thin-film Transistors Fabricated at Different Deposition Rates

We studied the electrical properties of organic thin-film transistors (OTFTs) fabricated at different deposition rates by measuring the field-effect mobility and the threshold voltages. As the active layer, pentacene thin film with a thickness of 50 nm was deposited at a rate of $0.05{\AA}/s$ to $1.14{\AA}/s$. The thickness of the drain-source gold electrode was 50 nm. The mobility was $1.9{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}s$ at a deposition rate of $0.05{\AA}/s$, the mobility increased to $5.2{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}s$ when the deposition rate was increased to $0.4{\AA}/s$, and then the mobility decreased to $6.5{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}s$ when the deposition rate decreased to $1.14{\AA}/s$. Thus, the mobility of pentacene OTFTs was observed to depend on the thermal deposition rate.

증착 속도에 따른 펜타센 박막 트랜지스터의 성능 연구

본 연구는 각각 다른 증착 속도로 제작된 유기 박막 트랜지스터(organic thin film transistor, OTFT)의 전하 이동도와 문턱 전압을 측정하여 전기적 성질을 분석했다. OTFT의 활성층으로, 펜타센 (pentacene)을 $0.05{\AA}/s{\sim}1.14{\AA}/s$의 증착 속도에 따라 50 nm의 두께로 진공 열 증착했다. 드레인-소스 전극은 금 (Au)을 50 nm의 두께로 증착했다. 펜타센 증착 속도가 $0.05{\AA}/s$일 때 전하 이동도는 $1.9{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}s$였고, 증착 속도가 $0.4{\AA}/s$로 증가함에 따라 전하 이동도는 $5.2{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}s$로 증가했으며, 증착 속도가 $1.14{\AA}/s$로 증가함에 따라 전하 이동도는 $6.5{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}s$로 감소했다. 따라서, 펜타센기반의 OTFT의 전하 이동도는 열 증착 속도에 의존함을 관측하였다.