酞菁銅和聯(lián)苯乙烯類化合物薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備及性能研究.pdf

1、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)是以有機(jī)半導(dǎo)體材料為有源層的晶體管器件，由于具有成本低、可實(shí)現(xiàn)大面積加工、可與柔性襯底集成等優(yōu)勢(shì)，在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 本論文回顧了有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管的發(fā)展歷史，概述了各種有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的常用材料，并對(duì)現(xiàn)階段存在的問題、研究熱點(diǎn)和本論文的主要工作做了小結(jié)。
　　 在第二章中選定經(jīng)典的半導(dǎo)體材料酞菁銅作為有源層，并進(jìn)行了材料的提純；結(jié)合器件的制備設(shè)備，介紹了真空熱蒸鍍方法制備酞菁銅薄膜

2、器件的方法和過(guò)程；結(jié)合器件的測(cè)試設(shè)備，介紹了薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的測(cè)試方法和測(cè)試結(jié)果；研究了薄膜器件中不同蒸鍍襯底溫度、襯底絕緣層修飾、不同測(cè)試溫度和摻雜等因素對(duì)器件性能的影響。襯底溫度低時(shí)，薄膜晶粒很小，小晶粒間的接觸阻抗小于大晶粒，但晶界數(shù)量多，使阻抗區(qū)域擴(kuò)大；溫度升高時(shí)，薄膜晶粒長(zhǎng)大，大晶粒間的接觸界面雖然減少，但大晶粒間的間距更大，這種間距超過(guò)載流子的跳躍距離，基本上具有無(wú)限大的阻抗。因此要選擇合適的襯底溫度，使多晶薄膜既能阻抗

3、區(qū)域較小又能連續(xù)，達(dá)到較高的載流子遷移率。對(duì)絕緣層用不同的三氯硅烷進(jìn)行表面處理后可以使二氧化硅表面Si-OH反應(yīng)成Si-O-Si醚鍵，烷基在二氧化硅表面有序排列，增強(qiáng)了有機(jī)分子對(duì)無(wú)機(jī)絕緣層的親和性，提高薄膜的結(jié)晶顆粒尺寸和分子排列的有序度，使器件的性能大大提高；并且用不同的硅烷基三氯硅烷進(jìn)行襯底處理，得到的薄膜的晶體顆粒尺寸不同，與不同的襯底溫度的處理結(jié)果近似，同樣需要最佳的烷基鏈長(zhǎng)度處理襯底。最后，在襯底溫度80℃，ODTS襯底處理后

4、得到最高的遷移率為0.037cm2/(V.s)，開關(guān)比為l×103。
　　 有機(jī)材料不僅來(lái)源廣泛，而且可以通過(guò)對(duì)有機(jī)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎梺?lái)改變材料的性能，進(jìn)一步擴(kuò)展有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的適用范圍。我們以聯(lián)苯乙烯為母體，合成了三種線性聯(lián)苯乙烯有機(jī)半導(dǎo)體材料:4，4，_雙（2-萘基乙烯基）聯(lián)苯(Compound l)、4，4-雙(4-聯(lián)苯基乙烯基)聯(lián)苯(Compound2)和4，4’-雙(1.芘基乙烯基)聯(lián)苯(Compound3)。由

5、于其類似聚噻吩的稠環(huán)結(jié)構(gòu)，這三種材料均具有較好的熱穩(wěn)定性，因此可采用升華法提純，真空熱蒸鍍法制備薄膜器件。測(cè)試結(jié)果表明，基于這三種具有不同功能性端基基團(tuán)的材料制備的器件都是p型半導(dǎo)體器件；場(chǎng)效應(yīng)器件性能各異，但同等條件下的薄膜器件Compound l優(yōu)于Compound2，Compound2遠(yuǎn)好于Compound3；薄膜器件中性能最好的是Compound l用TDTS襯底處理的器件，遷移率達(dá)到0.17cm2/(V-s)，開關(guān)比為5.8×