改善并五苯有機(jī)薄膜晶體管性能因素的研究.pdf

1、有機(jī)薄膜晶體管中絕緣層的材料和其制備方式的選擇,決定了絕緣層的質(zhì)量及后續(xù)工藝,甚至最終的器件性能。對于晶體管器件的性能的提高途徑除了材料、結(jié)構(gòu)的選擇外,還可引入修飾層,包括絕緣層/有源層界面修飾和有源層/源漏電極界面的修飾。全有機(jī)器件的制備離不開晶體管源漏電極的有機(jī)化,即利用高導(dǎo)電聚合物替代金屬電極。
　　 首先,本文制備了以電子束蒸鍍的300nm的SiO2為絕緣層的晶體管器件Ⅰ和以硅片熱氧化得到的300nm厚SiO2為絕緣層的

2、器件Ⅱ,器件Ⅰ、Ⅱ的其它工藝參數(shù)相同。當(dāng)VDS=-40V時器件Ⅰ的遷移率為9.248×10-3cm2/Vs、開關(guān)電流比6×102、閾值電壓-4.1V,當(dāng)VDs=-33V時器件Ⅱ的場效應(yīng)遷移率大小為1.843×102-cm2/Vs、開關(guān)電流比為2.5×103、閾值電壓為-3V。通過對兩個器件的并五苯的AFM表征,發(fā)現(xiàn)在熱氧化得到的300nm厚SiO2為絕緣層上生長的并五苯的質(zhì)量較好,晶粒排列規(guī)則,有序度好,尺寸較大,這將導(dǎo)致晶界少、界面的

3、缺陷少,載流子被俘獲幾率小,更便于載流子的傳輸。
　　 其次,在其它參數(shù)一樣的情況下分別采用厚度為0、0.5、1、1.5、2.5nm的LiF作為電極修飾層制備了器件Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,對比器件的性能,在源漏電壓為-24V時,遷移率依次為1.84×10-2cm2/Vs、2.51×10-2cm2/Vs、3.43×10-2cm2/Vs、2.83×102-cm2/Vs、2.08×10-2cm2/Vs,可見LiF優(yōu)化厚度為1nm,此厚度下

4、空穴載流子可以很好地隧穿注入到有機(jī)半導(dǎo)體,又可以有效地阻止Al電極與并五苯的化學(xué)反應(yīng)和因擴(kuò)散、滲透等因素導(dǎo)致的有機(jī)半導(dǎo)體表面金屬化、電荷偶極層產(chǎn)生等,抑制了空穴勢壘在理論差值上的進(jìn)一步擴(kuò)大,提高了器件性能。
　　 最后,響應(yīng)全有機(jī)器件的發(fā)展趨勢,實驗采用摻入6wt％甘油的PEDOT:PSS溶液制作導(dǎo)電薄膜300nm充當(dāng)源漏電極,采用四探針法測量其面電阻為118.9Ω/□,換算出電導(dǎo)率為280S/cm。制備頂柵底接觸器件,當(dāng)源漏電