¥M U c lT c l ² Ž O U ­ Ž' [õ u § ü” X ¢ – ¥M /“ ¤M T ú n Þ X ì Ä • « – ¥ ¹ ÅT c l8 ý — ¤V R ˎ ì ŏ Œ

–

¥M  U c lT c l ² Ž O U ­ Ž' [õ u §  ü” X ¢ – ¥M /“ ¤M  T ú n Þ X ì Ä • « – ¥ ¹ ÅT c l8 ý — ¤V R ˎ ì ŏ Œ



™ » ý — ¡Š û B ^∗ · + ä ª <¬ £

ô

 Dz D G K € ª œ@ /† < Ɠ § / B N õ @ /† < Æ ì ø ͕ ¸^ ‰ Ó ü t o  „  / B N,  Òí ß – 606-791

Ù

• v¦   · | ¡T Q 

ô

 Dz D G„   : Ÿ x’  ƒ  ½ ¨" é ¶ IT Ö 6 x ½ + Ë Ҿ ¡ § ƒ  ½ ¨™ è, @ /„   305-700

T 4 w H< 

1 l

x _ @ /† < Ɠ §
” ¸/ B N † < Æõ ,  Òí ß – 614-714 (2006¸   3 Z 4 27{ 9  ~ à Î6 £ §)

Ä

»l  ~ à Ì} Œ • à Ô ½ ™t Û ¼' _  $ í 0 p x x 9  ’  ø @$ í † ¾ Ó © œ`  ¦ 0 Aô  Ç Ä »„  ^ ‰ + þ A$ í `  ¦ 0 A # Œ Ä »l /Á ºl  s ×  æ & h 8 £ x Ä

»„  } Œ • ½ ¨› ¸_  : £ ¤$ í \  @ /K  ¶ ú ˜( R˜ Ѐ Œ ¤ . PEALD (plasma enhanced Atomic layer deposition) Z O Ü ¼

–

Ð  © œ“ : r \ " f 7 £ x ‚ à Ìô  Ç TiO

2

-Ga

2

O

3

” ¸ ™ D ¥ ½ + Ë Á ºl  ~ à Ì} Œ •õ  PMMA (poly-methyl methacrylate) Ä »l 

~ Ã

Ì} Œ •`  ¦ s ×  æ Ä »„  ^ ‰– Ð ½ ¨$ í % i  . TiO

2

-Ga

2

O

3

Á ºl  ~ à Ì} Œ •“ É r 150 & ñ • ¸_  Z  }“ É r Ä »„   © œÃ º\  ¦ & ’ Ü ¼


„

 l & h  ] X ƒ   ´ òõ  0.5 MV/cm& ñ • ¸• ¸ ÷ &t  · ú §€ Œ ¤ . Õ ª\  q K  PMMA ] X ƒ  } Œ •“ É r 2 & ñ • ¸– Ð ± ú “ É r Ä »

„

  © œÃ º\  ¦ ° ú   H ì ø ̀   20 MV/cm s  © œ_  ] X ƒ  ´ òõ \  ¦ ˜ Ð# ŒÅ Ò% 3  . s  ¿ º ~ à Ì} Œ •`  ¦ † < Êa  Ä »„  ^ ‰– Ð  6   x ô  Ç

 

õ  PMMA ¿ ºa \     3-10 MV/cm_  ] X ƒ   [ jl ü < 18 & ñ • ¸_  Ä »„   © œÃ º ° ú כ`  ¦ & ’  .

PACS numbers: 73.61 Ng, 73.61 Ph

Keywords: Ä »l  ~ à Ì} Œ •, ~ à Ì} Œ • à Ô ½ ™t Û ¼' , PMMA, TiO

2

-Ga

2

O

3

I. " e  ] Ø

þ

j   H \  e  ¦ 7 ˜" f^  ¦ n Û ¼e  ¦ Y Us \  @ /ô  Ç › ' a d ” s  7 £ x ÷ &

€

 " f $  x 9  @ /€  & h s  0 p x ô  Ç Ä »l  ~ à Ì} Œ • à Ô ½ ™t Û ¼'  (Organic thin film transistor, OTFT) \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨[ þ t s 

 Ö

¸ µ 1 Ïy  ”  ' Ÿ ÷ &“ ¦ e ”  . : £ ¤ y  K $ ™ ’  _   â Ä º „  >  ´ òõ  s  1

l

x • ¸ 2.4 cm

²

/V ü < on/off q  10

⁸

s  © œ_  : £ ¤$ í `  ¦ ° ú   H

™

è  ˜ Г ¦÷ &“ ¦ e ” Ü ¼ 9 [1-3] s   H l ” > r _  à º™ è % ƒo   ) a q

& ñ | 9  z  ´o – B H (a-Si : H)`  ¦ s 6   x ô  Ç ~ à Ì} Œ • à Ô ½ ™t Û ¼' ü <

q

| | ¨ c & ñ • ¸– Ð $ í 0 p x s  Ä ºÃ º  . : £ ¤ y  Ä »l  ~ à Ì} Œ • Ó ü t| 9 `  ¦

 Ö

¸$ í 8 £ x Ü ¼– Ð  6   x   H ~ à Ì} Œ • à Ô ½ ™t Û ¼'   H ] j Œ •r  e  ¦  Û ¼ h Ë

: l ó ø Í_   6   x s  0 p x  . s  Qô  Ç e  ¦  Û ¼h Ë : l ó ø Í  6   x _

  © œ& h `  ¦ Ä »t  l  0 AK " f  H ~ à Ì} Œ • à Ô ½ ™t Û ¼'  ] j Œ • / B N

&

ñ s  $ “ : r \ " f ”  ' Ÿ ÷ &# Q  ô  Ç . e  ¦  Û ¼h Ë : l ó ø Í_  : £ ¤$ í



© œ Ä »o „  s  “ : r • ¸ ± ú   (PET_   â Ä º 80• ¸ Â Ò   H) Z  }“ É r

“

: r • ¸\ " f / B N& ñ s  j Ë µ[ þ t l  M :ë  H s  . : £ ¤ y  > s à Ô ] X ƒ  } Œ • _

 + þ A$ í “ : r • ¸ ± ú    ô  Ç . ¢ ¸ô  Ç > s à Ô ] X ƒ  } Œ •_  Ä »

„

 Ö  ¦ s  &   ô  Ç . „  > ´ òõ  à Ô ½ ™t Û ¼' _  1 l x  Œ • " é ¶ o \  ¦

˜

Ѐ   > s à Ô\  „  · ú š`  ¦ “   # Œ s  “    ) a „  · ú šÜ ¼– Ð “  

∗

E-mail: [email protected]

# Œ ] X ƒ  } Œ • € ª œé ß –\  „   [ þ t s  — ¸s “ ¦, s  „   [ þ t – Ð “  ô  Ç

„

 l  © œ („  > )s  » ¡ ¤& h 8 £ x õ  / B N€ 9 8 £ x`  ¦ ë ß –× ¼  H  כ s  .  



" f Ä »„  Ö  ¦ s  ß ¼   H  כ “ É r ± ú “ É r „  · ú š\ " f• ¸ ´ ú §“ É r „   

\

 ¦ Ä »„  ^ ‰ € ª œé ß –\  — ¸`  ¦ à º e ” “ ¦   " f ± ú “ É r „  · ú š\ " f ™ è



\  ¦ ½ ¨1 l x ½ + É Ã º e ”    H > p w s  . Ä »„  Ö  ¦ õ   8Ô  ¦ # Q a % ~“ É r ] X 

ƒ

  : £ ¤$ í `  ¦ 4 R  ô  Ç . ¾ º[ O  „  À Ӎ  H Ä »„  ^ ‰ € ª œé ß –\  — ¸

“

  „   \  ¦ ×  æ  or v   H  Œ •6   x`  ¦ Ù ¼– Ð  © œr ç ß – „   \  ¦ Ä » t

 t  3 l w “ ¦  Å Ò refresh K  Å Ò# Q    H ½ ¨1 l x  © œ ë  H ] j

\

 ¦  l  >   ) a  . ¢ ¸ô  Ç ½ ¨Â Òa Ë >s  0 p x ô  Ç e  ¦  Û ¼h Ë : l ó ø Í 0

A\  r 6   x l  0 AK " f  H { 9 & ñ & ñ • ¸_  ½ ¨Â Òa Ë >\  ç  H\ P  µ 1 Ï Ò q

ts  \ O # Q  ô  Ç .

t

F K  t  ™ è \   © œ ´ ú §s  æ ¼# Œ”   > s à Ô ] X ƒ  } Œ •“ É r SiO

₂

s  . s   H ] X ƒ  Ö  ¦ s  Z  } “ ¦ l ó ø ÍÜ ¼– Ð  © œ ´ ú §s  æ ¼# Œ

”

  Si 0 A\  ~ 1 >  + þ A$ í ½ + É Ã º e ” % 3 l  M :ë  H s  . Õ ª Q
 q & ñ

| 9

 ½ ¨› ¸s “ ¦, Ä »„  Ö  ¦ s  3.9 & ñ • ¸– Ð Z  } t  · ú §l  M :ë  H \  ‰ & ³ F

 Ä »l  ~ à Ì} Œ • à Ô ½ ™t Û ¼' \ " f  H þ j& h _  Ä »„  ^ ‰ “ ¦ ˜ Ð l

  H # Q§ >  . þ j   H \   H Ta

2

O

5

1 p x õ  ° ú  s  Z  }“ É r Ä »„  Ö  ¦ _  Á

ºl  Ä »„  ^ ‰[ þ t`  ¦ • ¸{ 9  “ ¦ e ” Ü ¼
 [4-6]  © œ“ : r ] j Œ •r  ¾ º [ O

 „  À Ó\  ¦ ´ ú §s  µ 1 ÏÒ q t r v “ ¦ s \  ¦ ~ ½ Ót ½ + É ~ ½ ÓZ O s  “ ¦“ : r

\ P

% ƒo ÷  r s  " f e  ¦  Û ¼h Ë : l ó ø Í / B N& ñ \   H s 6   x ½ + É Ã º \ O 



  H  H é ß –& h s  e ”  . Ä »l  Ä »„  ^ ‰  â Ä º\   H Ä »l  ~ à Ì} Œ •

-337-

õ

 > €   ] X ½ + Ë$ í s  a % ~ “ ¦ $  $ “ : r / B N& ñ s  0 p x    H  © œ

&

h s  e ” Ü ¼
 ± ú “ É r Ä »„   © œÃ º ° ú כÜ ¼– Ð “  ô  Ç Z  }“ É r  Œ •1 l x „  · ú š x 9

 Ä »l  ~ à Ì} Œ •_  „  >  s 1 l x • ¸ 7 £ x \   H  H ë  H ] j ´ ú § .

s

\  @ /K  D h– Ðî  r Ó ü t| 9 s 
 D h– Ðî  r ½ ¨› ¸_  Ä »„  ^ ‰ ƒ  ½ ¨ _

 € 9 כ ¹$ í s  @ /¿ º÷ &“ ¦ e ”  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H s \  Ä »l /Á ºl  Ä »„  ^ ‰_  s ×  æ ½ ¨› ¸\  ¦

•

¸{ 9  # Œ Á ºl  Ä »„  ^ ‰_  ë  H ] j& h “   ¾ º[ O „  À Ó\  ¦ † ¾ Ó © œr v 

“

¦ Ä »l  Ä »„  ^ ‰˜ Ð  Z  }“ É r Ä »„    © œÃ º ° ú כ`  ¦ ° ú • ¸2 Ÿ ¤ % i 



. : £ ¤ y  Á ºl  Ä »„  } Œ •“ É r \  -t @ / 3.05 eVs 
 Ä »„   Ò

 ¦ s  80 s  © œ“   TiO

₂

ü < \  -t @ / 4.8 eV“   Ga

₂

O

₃

\  ¦

™

D ¥ ½ + Ëô  Ç ~ à Ì} Œ •`  ¦ s 6   x # Œ ¾ º[ O „  À Ó\  ¦ ˜ Ð  † ¾ Ó © œ r v “ ¦



 % i  . ¢ ¸ô  Ç Ä »l  ~ à Ì} Œ •“ É r Û ¼— 2 ;  ïh A  Œ •\ O s  0 p x 

“

¦ ³ ð€    © œI 1 p x s  ˜ Ð  î ß –& ñ & h “   PMMA (poly-methyl methacrylate)`  ¦  6   x % i  . ‘ : r  7 Hë  H \ " f  H 0 A\  ƒ  / å L ô

 Ç ¿ º t _  Ä »l /Á ºl  ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa q \    É r ¾ º[ O „  À Ó x 9

 Ä »„   © œÃ º    o\  @ /K  ¶ ú ˜( R ˜ Ѐ Œ ¤ .

II. ÷ m Ç] M ö U ê s0 n É

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H Á ºl  Ä »„  ^ ‰ ~ à Ì} Œ •Ü ¼– Ð TiO

²

-Ga

2

O

3

” ¸™ D ¥ ½ + ˝ ) a ~ à Ì} Œ •`  ¦  6   x % i  .  © œl  ~ à Ì} Œ •“ É r $ “ : r / B N

&

ñ õ  @ /€  & h `  ¦ 6   x s  >  ½ + É Ã º e ”   H PEALD (plasma enhanced atomic layer deposition)  © œq \  ¦ s 6   x # Œ [(CH

3

)

2

GaNH

2

]

3

, O

2

e  ¦  Ý ¼ , Ti[N(CH

3

)

2

]

4

Õ ªo “ ¦ O

2

e

 ¦  Ý ¼  Û ¼ ` O Û ¼\  ¦ ì ø Í4 Ÿ ¤& h Ü ¼– Ð f  Ë  9ŠҀ  " f  © œ“ : r \ " f + þ

A$ í % i  . ô  Ç Å Òl _  7 £ x ‚ Ã Ì  s 9 þ t“ É r [(CH

3

)

₂

GaNH

₂

]

₃

¢

¸  H Ti[N(CH

3

)

2

]

4

` O Û ¼\  ¦ 100 sccm _  Ar Û ¼ü < † < Êa  0.1 œ í f  Ë  9Å Ò% 3 “ ¦, Ar purge Û ¼\  ¦ 2 œ í Õ ªo “ ¦ O

²

e  ¦   Ý

¼  Û ¼ ` O Û ¼\  ¦ 1 œ í Õ ªo “ ¦ Ar purge Û ¼\  ¦ 0.4 œ í f  Ë



9 Šҍ  H 4 é ß –> – Ð s À Ò# Q4 Re ”  .  6   x l ó ø ͓ É r Ä »„  } Œ •_ 

„

 l & h  : £ ¤$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 A # Œ 0.005 ohm-cm“   N

⁺

Si (100) l ó ø Í`  ¦  6   x % i  .

Ä

»l  Ä »„  ^ ‰ ~ à Ì} Œ •“ É r MICRO CHEM  \ " f ] j› ¸  ) a Anisole \  2 %– Ð  B$ 3  ) a PMMA\  ¦ s 6   x % i  . ¢ ¸ô  Ç ¿ º a

 › ¸] X `  ¦ 0 A # Œ Anisole thinner\  ¦ s 6   x # Œ 1 : 2, 1 : 5 – Ð  B$ 3  # Œ  6   x % i  . Û ¼— 2 ;  ïh A`  ¦ s 6   x # Œ  ï h A % i Ü ¼ 9 Û ¼— 2 ;“ É r 3000 rpm s  \  ¦  6   x % i Ü ¼ 9 3000 rpm s  © œ\ " f  H ß ¼Ï þ ˜ ‰ & ³ © œs  { 9 # Qz Œ ¤ . ™ èá Ôà Ô Z …s ( ç “ É r 90

^◦

C 15 ì  r`  ¦ ' Ÿ  % i Ü ¼ 9, × ¼ Z …s ( ç “ É r 120

^◦

C 15ì  r

`

 ¦ r & Å Ò% 3  . PMMA ~ à Ì} Œ • ¿ ºa \  ¦ · ú ˜  Û ¼9 \ œ x 9  AFM (atomic force microscope) – Ð 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ  thinner\   B$ 3 

t  · ú §“ É r ~ à Ì} Œ •“ É r 50 nm, 1 : 2 – Ð  B$ 3 ô  Ç  â Ä º  H 25 nm, 1:5 _   â Ä º 10 nm_  ¿ ºa \  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” % 3  .

Fig. 1. The auger profile of TiO

2

-Ga

2

O

3

thin film.

„

 l & h  8 £ ¤& ñ `  ¦ 0 A # Œ [ j• ¸Ä º  Û ¼ß ¼\  ¦ s 6   x # Œ Al`  ¦

\ P

7 £ x ‚ Ã Ì  © œq  (thermal evaporator)– Ð 7 £ x ‚ Ã Ì % i Ü ¼ 9 I-V 8

£ ¤& ñ “ É r Agilent 4155C\  ¦  6   x % i “ ¦ C-V  H 100 × 100 µm

²

_  H J r ' \  ¦ HP 4149A – Ð 8 £ ¤& ñ % i  . 1 MHz\ 

"

f 8 £ ¤& ñ % i “ ¦ ³ ð€   + þ A © œ x 9  ½ ¨› ¸& h  : £ ¤$ í `  ¦ AFM õ  È Ò õ

„   ‰ & ³p  â `  ¦ s 6   x K  › ' a ¹ 1 Ï % i Ü ¼ 9 Á ºl ~ à Ì} Œ •_  › ¸$ í

`

 ¦ AES (Auger electron spectroscopy)\  ¦ : Ÿ x K  ¶ ú ˜( R˜ Ѐ Œ ¤



.

III. ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý õ m Í ‚ º8 ý

Fig. 1“ É r  © œ“ : r \ " f 7 £ x ‚ à Ìô  Ç Á ºl  ~ à Ì} Œ •_  AES á Ԗ Ð { 9  s

 .  © œ“ : r \ " f 7 £ x ‚ Ã Ì % i Ü ¼
 ò ø ͙ è† < Ê| ¾ Ós  0.5 % & ñ • ¸– Ð

± ú

“ ¦ ~ à Ì} Œ • „  ^ ‰& h Ü ¼– Ð Ti, Ga, O † < Ê| ¾ Ós  ç  H{ 9  >  ì  r ³ ð

÷

&# Q e ”  . PEALD 7 £ x ‚ à ÌZ O s   © œ“ : r \ " f• ¸ ç  H{ 9 ô  Ç › ¸$ í `  ¦

~ Ã

Ì} Œ •`  ¦ % 3 # Qè ­ q à º e ” % 3  .

Fig. 2  H ½ ¨› ¸& h  : £ ¤$ í x 9  ~ à Ì} Œ • ¿ ºa \  ¦ ˜ Ðl  0 A # Œ é ß –

€

  È Òõ  „   ‰ & ³p  â Ü ¼– Ð › ' a ¹ 1 Ïô  Ç  ”  s  . “ ¦ì  r K 0 p x Ü ¼

–

Ð › ' a ¹ 1 Ï % i Ü ¼ 9     8 £ x s  ¸ ú ˜
 
“ ¦ e ”   H  A  Òì  r

“

É r Si l ó ø Í Â Òì  r s “ ¦ Õ ª 0 A– Ð q & ñ | 9 8 £ x Ü ¼– Ð ˜ Ðs   H } Œ •[ þ t s


 
“ ¦ e ”  . €  $  l ó ø Í  – Ð 0 A\  µ 1 ߓ É r " î € Œ ™_  q & ñ

| 9

  Òì  r“ É r  ƒ   í ß – o} Œ •\  _ ô  Ç SiO

2

~ à Ì} Œ •Ü ¼– Ð ˜ Ðs  9 Õ ª 0

A\ 
 è ß – # Q¿ ºî  r " î € Œ ™_  q & ñ | 9   Òì  r s  TiO

2

-Ga

₂

O

₃

–

Ð ^  ¦ à º e ”  . Á ºl  ~ à Ì} Œ •s  q & ñ | 9 – Ð + þ A$ í  ) a  כ “ É r  © œ“ : r

\

" f 7 £ x ‚ à Ì`  ¦ # Œ   & ñ  © œÜ ¼– Ð + þ A$ í | ¨ c à º \ O % 3 ~    כ Ü ¼– Ð

˜ Г   .

TiO

2

-Ga

2

O

3

~ à Ì} Œ •`  ¦ 50 nm – Ð + þ A$ í # Œ Ä »„  ^ ‰ ~ à Ì} Œ • Ü

¼– Ð" f_  : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ѐ Œ ¤ . €  $  50 nm ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€  + þ A © œ

`

 ¦ ¶ ú ˜( R‘ : r   õ  Fig. 3ü < ° ú  s  rms ° ú כs  5.7 nm & ñ • ¸_ 



} 9 l \  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ” % 3  .

Fig. 2. The cross-sectional high resolution TEM image of TiO

₂

-Ga

₂

O

₃

thin film on Si substrate.

Fig. 3. The AFM surface morphology of TiO

2

-Ga

2

O

3

thin film.

Fig. 4  H 0 A ~ à Ì} Œ •_  I-V ü < C-V: £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ð# Œ Šғ ¦ e ” 



. 1 MV/cm\ " f „  À Ó x 9 • ¸  _  1 mA/cm

²

\  ¹ ¢ ¤ ~ à Ì

½

+ É & ñ • ¸– Ð ¾ º[ O  „  À Ó  Å Ò Z  } > 
š ¸“ ¦ e ”  . s   H  © œ

“

: r \ " f 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a ~ à Ì} Œ •s 
 ¾ º[ O „  À Ó  Å Ò  H  כ Ü ¼– Ð ˜ Ð s

 9 TiO

2

 Ga

2

O

₃

[ þ t s  & h ] X ô  Ç ¾ º[ O „  À Ó\  ¦ t l  0 A K

" f  H — ¸¿ º 700 - 800

^◦

C s  © œ_  \ P % ƒo \  ¦ כ ¹½ ¨ “ ¦ e ” 



 [7]. Õ ª Q
 Fig. 5(b)_  C-V : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ѐ   ¾ º[ O „  À Ó

 ß ¼t  · ú §“ É r -0.1-0.1 V % ò % i \ " f 3 µF/cm

²

_  H J r  '

 ° ú כ`  ¦
 ? /“ ¦ e ”  . s \  ¦ > í ß –K ‘ : r   õ  Ä »„   © œÃ º

150 \  K { © œ÷ &  H ° ú כs % 3  .

0

A_  TiO

2

-Ga

2

O

3

~ à Ì} Œ •“ É r Z  }“ É r Ä »„   © œÃ º ° ú כ`  ¦
 Í Ç x Ü

¼
 Z  }“ É r ¾ º[ O „  À Ó\  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . s  Qô  Ç ¾ º[ O „  À Ó

\

 ¦ } Œ •l  0 A # Œ Ä »l Ó ü t| 9 `  ¦ s 6   x % i  .

Fig. 4. (a) The leakage current density-electric field de- pendence of TiO

₂

-Ga

₂

O

₃

thin film, (b) The capacitance- voltage characteristics of TiO

₂

-Ga

₂

O

₃

thin film.

Fig. 5(a)“ É r 50 nm PMMA ~ à Ì} Œ •_  AFM ³ ð€   + þ A © œs 



.  } 9 l  rms ° ú כs  0.2 nm– Ð
 z Œ ¤ . s  PMMA ~ Ã Ì }

Œ

•`  ¦ Fig. 5(b) ü < ° ú  s  TiO

²

-Ga

2

O

3

~ à Ì} Œ • 0 A\   ïh Aô  Ç    õ

 0.2 nm_   } 9 l \  ¦ ˜ Ð# Œ Å Ò% 3  . s   H · ú ¡_  5 nm   } 9

l \ " f  © œ{ © œô  Ç y Œ ™™ è\  ¦ ˜ Г ¦ Šғ ¦ e ” Ü ¼ 9 † ¾ ÓÊ ê K $ ™ ’   1

p

x Ä »l  ì ø ͕ ¸^ ‰ • ¸Ÿ ír \ • ¸  © œ{ © œy  a % ~“ É r ³ ð€   + þ A © œ`  ¦ Ä » t

½ + É  כ Ü ¼– Ð ˜ Г   .

PMMA ~ à Ì} Œ •“ É r Fig. 6(a) \ " fü < ° ú  s  20 MV/cm & ñ • ¸

 ÷ &# Q• ¸ 10 nA/cm

²

_  „  À Óx 9 • ¸\  ¦ Ä »t ½ + É & ñ • ¸– Ð  Å Ò a

% ~“ É r „  l & h  ] X ƒ  ´ òõ \  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . Õ ª Q
 PMMA

~ Ã

Ì} Œ •“ É r Ä »„   © œÃ º 2-3 & ñ • ¸– Ð ¸ ú ˜ · ú ˜ 94 R e ”   H X <[8] ‘ : r z 

´+ « >\ " f• ¸ Ä » ô  Ç ± ú “ É r Ä »„   © œÃ º\  ¦ ° ú “ ¦ e ” % 3  . Fig.

6(b) ü < ° ú  s  · ú ¡_  TiO

2

-Ga

₂

O

₃

\  q K  Ä »„   © œÃ º 100C 

&

ñ • ¸ ± ú “ É r ° ú כ`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . PMMA ~ à Ì} Œ •“ É r a % ~“ É r ] X 

ƒ

 $ í `  ¦
 ? /“ ¦ e ” t ë ß – ± ú “ É r Ä »„   © œÃ º\  ¦ ° ú “ ¦ e ”   H : £ ¤

$ í

`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”   Z

 }“ É r Ä »„   © œÃ º\  ¦
 ? /  H TiO

2

-Ga

₂

O

₃

~ à Ì} Œ •õ  a % ~“ É r

„

 l & h  ] X ƒ  $ í `  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ҍ  H PMMA ~ à Ì} Œ •`  ¦ † < Êa  s 6   x ô  Ç s

×  æ Ä »„  ^ ‰ ~ à Ì} Œ •_  : £ ¤$ í `  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ѐ Œ ¤ . TiO

²

-Ga

2

O

3

~ Ã Ì }

Œ

•“ É r 50 nm – Ð “ ¦& ñ “ ¦ PMMA ~ à Ì} Œ • ¿ ºa \  ¦ 50, 25,

10 nm – Ð    or (   . PMMA ~ à Ì} Œ • ¿ ºa     o  H Anisole

thinner \   B$ 3  # Œ  6   x % i  . €  $  „  l & h  ] X ƒ   : £ ¤$ í

Fig. 5. The AFM surface morphology of PMMA film (a) on Si substrate, (b) on TiO

₂

-Ga

₂

O

₃

film.

`

 ¦ ˜ Ðl  0 A # Œ I-V : £ ¤$ í `  ¦ › ' a ¹ 1 Ï % i  . 50 nm ¿ ºa _  PMMA  â Ä º 10 MV/cm\ " f 10 nA/cm

²

& ñ • ¸_  ¾ º[ O  „   À

Ó x 9 • ¸\  ¦ ˜ Ð# ŒÅ Ò% 3  . PMMA } Œ •ë ß – e ”   H  â Ä º˜ Ð  10 C

& ñ • ¸ „  À Ó & & ’ t ë ß – TiO

²

-Ga

2

O

3

} Œ •˜ Ð   H 20 C  s 



© œ_  „  l  © œ`  ¦ | v 9  à º e ”   H   õ s  . PMMA ¿ ºa 

25 nm“    â Ä º• ¸ % i r  ¾ º[ O  „  À Ó x 9 • ¸ 50 nm\ " fü < ° ú   s

 10 MV/cm\ " f 10 nA/cm2 & ñ • ¸\  ¦ ˜ Г ¦ Šғ ¦ e ” % 3  .

10 nm  â Ä º 1 µA/cm

²

`  ¦ l ï  r Ü ¼– Ð ˜ Ѐ Œ ¤`  ¦ M : | v 9  à º e ” 



 H „  l  © œs  0 A_    õ [ þ t \  q K  1/3– Ð ×  ¦% 3  .

Fig. 8(a) “ É r C-V : £ ¤$ í [ þ t s “ ¦ Fig. 8(b)“ É r ¿ ºa q \   

 É

r Ä »„   © œÃ º    o\  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . C-V : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ѐ   50 nm _  PMMA  â Ä º Ä »„   © œÃ º z  ´o – B H í ß – o} Œ •_  : £ ¤$ í & ñ

•

¸“   3.9
 M ® o  . 25 nm  â Ä º  H 11.7`  ¦
 ? /“ ¦ e ” % 3 

“

¦ 10 nm  â Ä º  H 18.2 _    õ \  ¦ % 3 % 3  . s   H Al

2

O

₃

ü <

Ä

» ô  Ç ° ú כ`  ¦
 ? /“ ¦ e ”  . I-Vü < C-V : £ ¤$ í Ü ¼– Ð ˜ Ð  25 nm   © œ & h ] X ô  Ç   õ \  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ” “ ¦ † ¾ ÓÊ ê ¿ ºa  q

ü < y Œ • Á ºl , Ä »l  ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa  › ¸] X `  ¦ : Ÿ x K  ˜ Ð  þ j& h  _

   õ • ¸ • ¸Ø  ¦ ½ + É Ã º e ” `  ¦  כ s  .

Fig. 6. (a) The leakage current density-electric field de- pendence of PMMA film (50 nm) (b) The capacitance- voltage characteristics of PMMA film.

Fig. 7. The leakage current density-electric field depen- dence of PMMA(50, 25, 10 nm)/TiO

2

-Ga

2

O

3

(50 nm) films.

IV. + s Ç Â ] Ø



© œ“ : r \ " f ] j› ¸÷ &  H Ä »l  ~ à Ì} Œ •à Ô ½ ™t Û ¼' _  $ í 0 p x † ¾ Ó © œ x 9

 ’  ø @$ í † ¾ Ó © œ`  ¦ 0 Aô  Ç Ä »„  ^ ‰ S X ‰ ˜ Ð\  ¦ 0 A # Œ PEALD Z O

Ü ¼– Ð  © œ“ : r \ " f 7 £ x ‚ à Ìô  Ç TiO

2

-Ga

2

O

3

” ¸ ™ D ¥ ½ + Ë Á ºl 

~ Ã

Ì} Œ •õ  PMMA Ä »l  ~ à Ì} Œ •_  Ä »„  ^ ‰ : £ ¤$ í ¨ î \  ¦ % i  .

TiO

2

-Ga

2

O

3

Á ºl  ~ à Ì} Œ •“ É r 150 & ñ • ¸_  Z  }“ É r Ä »„   © œÃ º\  ¦

Fig. 8. (a) The capacitance-voltage characteristics of PMMA(50, 25, 10 nm)/TiO

2

-Ga

2

O

3

(50 nm) films, (b) The variance of dielectric constant according to the ra- tion of PMMA/TiO

2

-Ga

2

O

3

thickness.

& ’ Ü ¼
 „  l & h  ] X ƒ   ´ òõ  0.5 MV/cm& ñ • ¸• ¸ ÷ &t 

· ú

§€ Œ ¤ . Õ ª\  q K  PMMA ] X ƒ  } Œ •“ É r 2 & ñ • ¸– Ð ± ú “ É r Ä »

„

  © œÃ º\  ¦ ° ú   H ì ø ̀   20 C  s  © œ_  ] X ƒ  ´ òõ \  ¦ ˜ Ð# ŒÅ Ò% 3 



. s  ¿ º ~ à Ì} Œ •`  ¦ † < Êa  Ä »„  ^ ‰– Ð  6   x ô  Ç   õ  ˜ Ð  a % ~“ É r

„

 l & h  ] X ƒ  $ í õ  18 & ñ • ¸_  Ä »„   © œÃ º ° ú כ`  ¦ & ’ Ü ¼ 9 s 



 H  © œ þ j& h Ü ¼– Ð · ú ˜ 9t “ ¦ e ”   H Al

2

O

₃

ü <• ¸ Ä » ô  Ç ° ú כ s

 9, ¿ º ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa ü < ¿ ºa q \  ¦ › ¸] X  €   ˜ Ð  þ j& h _ 

›

¸| `  ¦ ¹ 1 Ô`  ¦ à º e ” `  ¦  כ s  .

P

c p 8 ý ò k >

‘

: r  7 Hë  H“ É r í ß –\ O  " é ¶  Ò_  21[ jl  á Ô  w # Q l Õ ü t > hµ 1 Ï 

\ O

_  { 9 ¨ 8 Š “   [ j@ / & ñ ˜ Ðn Û ¼e  ¦ Y Us  l Õ ü t > hµ 1 Ï \ O _  t 

"

é

¶ x 9  & ñ ˜ Ð: Ÿ x’   ƒ  ½ ¨”  < É ª" é ¶ _  2005¸   l œ íl Õ ü t ƒ  ½ ¨t 

"

é

¶  \ O _   Òì  r& h “   t " é ¶ Ü ¼– Ð s À Ò# Q”   ƒ  ½ ¨  õ { 9 m  .

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] C. J. Drury, C. M. J. Mutsaers, C. M. Hart, M. Mat- ters and D. M. de Leeuw, Appl. Phys. Lett. 73, 108 (1998).

[2] J. H. Schon, C. Kloc and B. Batlogg, Organic Elctronics 1, 57, (2000).

[3] G. Horowitz, J. Mat. Res. 19, 1946, (2004).

[4] J. Yuan, J. Zhang, J. Wang, X. Yan, D. Yan and W.

Xu, Appl. Phys. Lett. 82, 3967 (2003).

[5] E. M. C. Fortunato, P. M. C. Barquinha, A. C. M. B.

G. Pimentel, A. M. F. Goncalves, A. J. S. Marques, R. F. P. Martins and L. M. N. Pereira, Appl. Phys.

Lett. 85, 2541 (2004).

[6] J. Wang, X. Yang, Y. Xu, J. Zhang and D. Yan, Appl.

Phys. Lett. 85, 5424 (2004).

[7] N. J. Seong, S. G. Yoon and W. J. Lee, Appl. Phys.

Lett. 87, 082909 (2005).

[8] S. H. Jin, J. W. Kim, C. A. Lee, B. G. Park and J.

D. Lee, J. Korean Phys. Soc. 44, 185 (2004).

A Study on the Characteristics of an Organic/Inorganic Double-Stacked Insulator for an Organic Thin-Film Transistor

H. S. Kim

^∗

and E. S. Jung

Major of Semiconductor, Korea Maritime University, Busan 606-791

K. H. Beak and I. M. Do ETRI, Daejeon 305-700

W. J. Lee

Department of Nano Technology, Don-eui University, Busan 614-714 (Received 27 March 2006)

The characteristics of an organic/inorganic double-stacked dielectric layer were investigated for organic thin-film transistors. The double-staked dielectric layer was composed of a TiO

2

-Ga

2

O

3

mixed film deposited by using PEALD (plasma-enhanced atomic-layer deposition) at room tem- perature on a PMMA (poly-methyl methacrylate) organic film. The TiO

2

-Ga

2

O

3

film showed a dielectric constant of 150 for an electric field of only 0.5 MV/cm. On the other hand, the PMMA kept an electric field of over 20 MV/cm with a dielectric constant of 2. The double-stacked dielec- tric layer showed a dielectric constant of 18 and kept an electric field of as much as 3-10 MV/cm, depending on the thickness of the PMMA.

PACS numbers: 73.61 Ng, 73.61 Ph

Keywords: Organic film, Thin film transistor, PMMA, TiO

2

-Ga

2

O

3

∗

E-mail: [email protected]