有機(jī)場效應(yīng)晶體管絕緣層表面修飾的研究.pdf

1、在信息化迅猛發(fā)展的今天，新型電子產(chǎn)品已經(jīng)走入人們的視野。超市購物無需排隊；顯示器可折疊；智能手機(jī)微型化。這些美妙場景預(yù)示著晶體管正面臨著一次革命：從傳統(tǒng)的無機(jī)半導(dǎo)體晶體管向有機(jī)場效應(yīng)晶體管(OFET)過渡。有機(jī)半導(dǎo)體材料與無機(jī)半導(dǎo)體材料相比，有突出的優(yōu)勢，其研究正如火如荼。然而，相對而言，關(guān)于OFET的界面性質(zhì)提高方面的研究就比較少。因此，本文內(nèi)容主要集中于絕緣層界面修飾對OFET器件性能影響的研究，具體研究內(nèi)容如下：
　　首先，

2、本文簡要介紹了OFET的研究進(jìn)展及熱點研究問題，總結(jié)了OFET的器件結(jié)構(gòu)及各層材料，并介紹了OFET的基本工作原理。論述了有機(jī)半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型和電學(xué)模型及以此得到的OFET主要參數(shù)。討論了半導(dǎo)體生長理論、絕緣層表面能及粗糙度對器件性能的影響，并以此建立實驗的理論依據(jù)。
　　然后，我們制備了高性能OFET器件。研究了十八烷基硅烷(OTS)修飾對器件性能的影響。實驗結(jié)果表明，在OTS修飾SiO2后，得到的有機(jī)半導(dǎo)體的薄膜有序度更高，表

3、面形貌較為平整，遷移率增大；OTS優(yōu)越的絕緣性使得開關(guān)比提高約三個數(shù)量級。在此基礎(chǔ)上，我們深入研究了快速退火方式對OFET性能的影響，發(fā)現(xiàn)在快速方式退火得到的OTS薄膜上蒸鍍得到的并五苯薄膜有序度大大提高，而且快速退火方式能夠進(jìn)一步降低表面陷阱密度，故遷移率增大，閾值電壓減小。
　　我們還選取了三種聚合物(聚甲基丙烯酸甲酯-PMMA、聚苯乙烯-PS、聚4-乙烯基苯酚-PVP)修飾SiO2絕緣層，探討聚合物修飾對OFET性能的影響。

4、實驗結(jié)果表明，聚合物修飾后，最大陷阱密度降低，故遷移率增大。聚合物的優(yōu)越絕緣性也使得開關(guān)比提高到105-106。快速退火方式能夠得到最高的有序度和較低的粗糙度，故可進(jìn)一步優(yōu)化并五苯薄膜性質(zhì)，而且快速退火方式能夠進(jìn)一步降低表面陷阱密度，減小閾值電壓，提高遷移率。同時，我們從偶極內(nèi)建電場的角度分析了PVP修飾層得到的OFET閾值電壓最低的原因，推測是PVP產(chǎn)生的偶極電場產(chǎn)生一表面勢，降低了OFET的閾值電壓。
　　最后，簡要總結(jié)全文并