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유기전자재료 연구실
서울시립대학교 신소재공학과
정병준 교수
OLED
포토리소그래피(Lithography)
포토레지스트(Photoresist)
기본 정보
연구 분야
프로젝트
발행물
구성원

유기전자재료 연구실

서울시립대학교 신소재공학과 정병준 교수

유기전자재료 연구실은 차세대 반도체 및 디스플레이 산업을 선도할 첨단 소재 및 소자 기술 개발에 주력하고 있습니다. 본 연구실은 고불소계 재료를 기반으로 한 포토리소그래피 및 극자외선(EUV) 감광제 개발, 그리고 유기 전자재료의 합성 및 응용에 이르기까지 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 미세 패턴 구현을 위한 고해상도, 고감도, 고내구성 감광제 개발에 집중하여, 차세대 반도체 공정의 혁신을 이끌고 있습니다. 최근에는 주석-옥소 나노클러스터 기반의 감광제 및 고불소계 고분자 감광제의 합성, 박막화, EUV 노광 후의 용해도 변화 및 패턴 안정성 향상에 관한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 이러한 소재들은 기존의 한계를 뛰어넘는 미세 패턴 구현과 더불어, 내화학성, 내습성, 내열성 등 다양한 특성 향상에 기여하고 있습니다. 또한, 다양한 화학적 기능기 도입을 통해 감광제의 민감도와 선택성을 극대화하고, 차세대 반도체 공정에 적합한 소재 개발에 집중하고 있습니다. 유기 반도체 및 박막 트랜지스터(OTFT), 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 태양전지(OPV) 등 다양한 유기 전자재료의 합성, 특성 평가 및 소자 응용 연구도 본 연구실의 주요 연구 분야입니다. 고성능 유기 박막 트랜지스터의 소재 설계, 계면 공학, 전하 이동도 향상, 소자 안정성 개선 등 다양한 연구를 통해, 고이동도 및 고신뢰성의 트랜지스터 소자를 구현하고 있습니다. 또한, 유기 전자재료를 기반으로 한 바이오센서, pH 센서, 환경 센서 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이와 더불어, 유기 발광 다이오드(OLED) 및 유기 태양전지(OPV)용 소재 개발, 소자 구조 최적화, 박막 패터닝 기술 등도 활발히 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 디스플레이, 웨어러블 전자, 스마트 센서 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있으며, 유기 전자재료 분야의 학문적·산업적 발전에 크게 기여하고 있습니다. 유기전자재료 연구실은 국내외 산업계 및 학계와의 긴밀한 협력을 통해, 연구 성과를 실제 양산 공정에 적용하고 있으며, 미래 첨단 전자소자 제조의 핵심 원천기술로서 그 가치를 인정받고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 차세대 반도체 및 디스플레이 소재·소자 기술의 혁신을 주도하며, 인공지능 시대의 초고집적 칩 제조와 스마트 전자기기 발전에 기여할 것입니다.

OLED포토리소그래피(Lithography)포토레지스트(Photoresist)EUV 리소그래피플루오린(불소)계 재료
대표 연구 분야
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유기 전자재료 및 박막 트랜지스터/센서 응용
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
hybrid
·
인용수 9
·
2025
Tin‐Oxo Nanocluster Composite Films as Positive‐Tone Photoresist for Extreme UV Lithography
Gayoung Kim, Yejin Ku, Subin Jeon, Jin‐Kyun Lee, Seohyeon Lee, Byung Jun Jung, Sung‐Il Lee, Choonghan Ryu, Kangho Park, Yun Lim Jung, Changyoung Jeong, Jin Choi
IF 19
Advanced Functional Materials
Abstract As high‐numerical aperture extreme UV lithography (EUVL) approaches commercial deployment, driving a need for innovation in photoresist technology, extensive research has identified tin‐oxo nanoclusters (TOCs) as promising next‐generation photoresist platforms. This study proposes a method for achieving TOC‐based photoresists that increase their solubility upon exposure to EUV radiation, addressing the current lack of suitable candidates. Lewis‐acidic alkylated TOCs undergo ligand dissociation upon exposure to high‐energy electron beams or EUV light. This structural change enhances further the Lewis acidity of the resulting compounds, enabling the selective dissolution of exposed regions in a Lewis‐basic aqueous developer to form a positive‐tone stencil. This strategy is successfully demonstrated using DSBTOC , which contains bulky counter‐anions but lacked sufficient patterning performance and stability for high‐resolution pattern formation. A modified formulation combining DSBTOC with 10 wt.% dendritic hexaphenol ( DHP ) that acts as both a Lewis base and a radical scavenger exhibited improved thin‐film properties and chemical stability. EUVL testing of films made from this mixture produced a positive‐tone stencil with a line width of 13 nm. It is expected that TOC‐based positive‐tone resists to complement their negative‐tone counterparts in producing high‐performance semiconductor chips.
https://doi.org/10.1002/adfm.202503002
Materials science
Photoresist
Tin
Extreme ultraviolet lithography
Lithography
Nanotechnology
Tone (literature)
Optoelectronics
Resist
Composite number
2
article
|
bronze
·
인용수 0
·
2025
Tin‐Oxo Nanocluster Composite Films as Positive‐Tone Photoresist for Extreme UV Lithography (Adv. Funct. Mater. 24/2025)
Gayoung Kim, Yejin Ku, Subin Jeon, Jin‐Kyun Lee, Seohyeon Lee, Byung Jun Jung, Sung‐Il Lee, Choonghan Ryu, Kangho Park, Yun Lim Jung, Changyoung Jeong, Jin Choi
IF 19
Advanced Functional Materials
Tin-Oxo Nanoclusters This illustration depicts extreme ultraviolet (EUV)-induced structural changes in a photoresist system composed of Lewis acidic tin-oxo nanoclusters and Lewis basic polyphenols. Lewis acid-base interactions stabilize the film prior to exposure, while EUV irradiation triggers partial disassembly, promoting interactions with hydroxide ions in an aqueous developer. This chemistry enables the selective dissolution of exposed areas, leading to high-resolution positive-tone patterning. More information can be found in article number 2503002 by Jin-Kyun Lee, Jin Choi, and co-workers.
https://doi.org/10.1002/adfm.202570143
Materials science
Photoresist
Tin
Extreme ultraviolet lithography
Lithography
Tone (literature)
Nanotechnology
Optoelectronics
Metallurgy
3
article
|
인용수 1
·
2025
Tin‐Oxo Nanocluster Extreme UV Photoresists Equipped with Chemical Features for Atmospheric Stability and High EUV Sensitivity
Yejin Ku, Gayoung Kim, Minseung Kim, Hyungju Ahn, Jin‐Kyun Lee, Jiho Kim, Byeong‐Gyu Park, Dohyun Moon, Sangsul Lee, Seohyeon Lee, Yu Ha Jang, Byung Jun Jung, Hyun Seok Kim, Changhyeon Lee, Su‐Mi Hur, Ji Young Park, Chawon Koh, Tsunehiro Nishi, Hyunwoo Kim
IF 19
Advanced Functional Materials
Abstract To unlock the full potential of extreme ultraviolet lithography (EUVL) utilizing high numerical aperture (NA) optics, tin‐oxo nanoclusters (TOCs) have emerged as a promising platform for photoresists (PRs). Although TOC‐based PRs offer distinct advantages, their intrinsic Lewis acidity must be carefully managed to prevent undesirable interactions during lithographic processing. To address this, fluoroalkylated TOCs are devised, exploiting the unique properties of carbon–fluorine (C–F) bonds. By employing targeted counter‐anion selection, N‐TOC6 is synthesized, a material exhibiting robust etch resistance and solubility‐switching behavior under EUV exposure, demonstrating the potential of fabricating sub‐10 nm patterns. Supported by 19 F NMR and XPS analyses, it is proposed that the presence of C–F bonds reduces the affinity of Sn atoms for airborne Lewis basic molecules by forming coordination contacts with the Lewis acidic Sn centers, thereby improving pattern stability post‐exposure. Additionally, N‐TOC6 exhibits chemical orthogonality with non‐fluorinated TOCs, facilitating bilayer stacking that enhances EUVL sensitivity. This study highlights the critical role of fluorine chemistry in achieving high‐performance, energy‐efficient lithographic materials for next‐generation chip manufacturing in the artificial intelligence era.
https://doi.org/10.1002/adfm.202525300
Extreme ultraviolet lithography
Stacking
Extreme ultraviolet
Lithography
Ultraviolet
Photolithography
X-ray photoelectron spectroscopy
Photoresist
Nanoclusters
정부 과제
12
과제 전체보기
1
2020년 6월-2024년 12월
|782,590,000
리소그래피(Lithography) 공정에 의한 OLED 화소 형성 기술 개발
1. 화학적 침해성이 억제된 포토리소그래피 공정개발을 위한 소재 개발 계속2. 포토리소그래피 공정에서의 내구성을 지닌 유기발광소재의 확보: 전자수송층 소재의 화학 구조 다변화3. OLED화소 형성을 위한 PDL 해상도 향상4. 포토리소그래피를 통한 패턴화소의 형성 공정 개발5. 레퍼런스 소자 및 패턴 소자의 성능/수명 평가 플랫폼 평가1. 패턴 정밀도 (...
유기발광 디스플레이
포토리소그래피
화소형성
고해상도
포토레지스트
2
주관|
2020년 6월-2024년 12월
|1,228,280,000
리소그래피(Lithography) 공정에 의한 OLED 화소 형성 기술 개발
본 과제는 포토리소그래피 패터닝 기술을 OLED 화소 형성에 적용해, 고해상도·고내구 패턴 공정을 실현하기 위한 연구임. 연구 목표는 micrometer 패턴 정밀도 10/10(10μm급), 소자효율저하 20% 이하, 소자수명감소율 50% 이하 달성임. 핵심 연구 내용은 화학적 침해성이 억제된 포토리소그래피용 고불소화 PR소재 최적화, ETL 전자수송층의 화학 구조 최적화, PDL 해상도 향상 및 표면처리, 포토리소그래피 패턴화소 형성 공정 확립, 레퍼런스·패턴 소자 효율/수명 평가임. 기대 효과는 OLED 화소 형성공정 적용 타당성 검증 및 고해상도 포토레지스트 시스템 확보로 연관 산업 확장 가능성 제시임.
유기발광 디스플레이
포토리소그래피
화소형성
고해상도
포토레지스트
3
주관|
2020년 6월-2024년 12월
|1,265,880,000
리소그래피(Lithography) 공정에 의한 OLED 화소 형성 기술 개발
본 과제는 OLED 패널 제작을 위한 포토리소그래피 공정 소재·기판·패턴 구현·성능 평가 플랫폼을 개발하는 연구임. 연구목표는 화학적 침해성이 억제된 포토리소그래피 공정용 소재 확보, 내구성을 지닌 유기발광소재 확보, OLED화소 형성을 위한 기판소재 확보, 포토리소그래피 패턴화소 형성, 레퍼런스 소자 및 패턴 소자의 성능/수명 평가 플랫폼 구축임. 핵심 연구내용은 불소계·수계 용제 선정과 고불소화 PR소재 설계, 고불소화 증착형 보호층 개념, ETL 재료 개발, 10 μm급 PDL 제작, 인광녹색 패턴 Line/Space 10μm/10μm 구현, 5000 nit 기준 패턴소자 효율저하 50% 이내 및 수명평가 수행임. 기대효과는 3년 연구 기반 마련과 참여기관 협력 플랫폼 구축, 목표 달성을 위한 문제점 파악 및 소자 수명 확보 방안의 사전 검토임.
유기발광 디스플레이
포토리소그래피
화소형성
고해상도
포토레지스트
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2022콘크리트 염화물 모니터링 센서용 화합물, 그 제조방법 및 이를 이용한 센서1020220171369
등록2022콘크리트 중성화 모니터링 센서용 화합물, 그 제조방법 및 이를 이용한 센서1020220171367
등록2022철근 부식 모니터링 센서 및 그 제조방법1020220171372
전체 특허

콘크리트 염화물 모니터링 센서용 화합물, 그 제조방법 및 이를 이용한 센서

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220171369

콘크리트 중성화 모니터링 센서용 화합물, 그 제조방법 및 이를 이용한 센서

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220171367

철근 부식 모니터링 센서 및 그 제조방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220171372
연구실 하이라이트
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세계최초
차세대 EUV 리소그래피를 위한 주석-옥소 나노클러스터 포토레지스트
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상용화성공
포토리소그래피 기반 초고해상도 OLED 픽셀 패터닝 기술
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SCIE논문
용액 공정 기반 고성능/고안정성 산화물 박막 트랜지스터(TFT)
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글로벌특허
고효율 TADF 기반 차세대 OLED 발광 소재
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기술파급력
유기전자재료 기술을 활용한 스마트 사회 인프라 센서
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연구자역량
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