N型有機(jī)薄膜晶體管的制備及其電學(xué)性能研究.pdf

1、有機(jī)薄膜晶體管被廣泛應(yīng)用于智能卡、電子射頻卡、傳感器、商品標(biāo)簽等領(lǐng)域。近年來(lái)對(duì)于有機(jī)薄膜晶體管(OTFTs)的研究已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)應(yīng)用水平。由于有機(jī)薄膜晶體管具有室溫制作工藝、生產(chǎn)成本低和性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn),使得其在商業(yè)市場(chǎng)中展現(xiàn)了巨大的潛力。
　　本論文以PTCDI-8(N,N'-dioctyl-Perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid diimide)有機(jī)半導(dǎo)體材料為研究對(duì)象,制備了不同絕緣層的薄

2、膜晶體管,并對(duì)其進(jìn)行了性能表征,主要研究?jī)?nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果概括如下:
　　首先,探索了不同種絕緣層材料對(duì)有機(jī)薄膜晶體管的性能影響。采用SiO2絕緣層和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/SiO2構(gòu)造的雙層絕緣層,通過(guò)自制真空鍍膜儀,蒸鍍制備了不同絕緣層的有機(jī)薄膜晶體管。采用半導(dǎo)體器件性能表征系統(tǒng)KEITHL EY4200和開(kāi)爾文探針儀對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試。并通過(guò)原子力顯微鏡(AFM)和X射線(xiàn)衍射儀(XRD)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。測(cè)試結(jié)果表明:通

3、過(guò)測(cè)試有機(jī)半導(dǎo)體薄膜的功函數(shù),獲得了有機(jī)薄膜晶體管合適的金屬電極;同時(shí),也發(fā)現(xiàn)PMMA/SiO2雙絕緣層器件比SiO2單絕緣層器件具有更優(yōu)異的電學(xué)性能,這是由于PMMA/SiO2表面比 SiO2表面的粗超度低,且有機(jī)半導(dǎo)體PTCDI-8材料在其表面具有較好的結(jié)晶性和有序性,從而有利于提高電子的傳輸。
　　其次,研究了自組裝硅烷單層薄膜對(duì)有機(jī)薄膜晶體管性能的影響。選用極性分子γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和非極性分子n-丙基三

4、乙氧基硅烷(PTES)兩種自組裝材料,在二氧化硅表面分別自組裝這兩種單層薄膜,充當(dāng)二氧化硅絕緣層與有機(jī)半導(dǎo)體層之間的修飾層,并比較兩種修飾層對(duì)有機(jī)薄膜晶體管性能的影響。結(jié)果表明,APTES和 PTES修飾層增加了器件的載流子遷移率以及開(kāi)關(guān)電流比,其中PTES修飾層還使器件的閾值電壓明顯降低。這表明自組裝單層薄膜作為一種有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化層,不僅改善了二氧化硅絕緣層的表面性能,還使有機(jī)半導(dǎo)體成膜質(zhì)量更好,能有效地改善無(wú)機(jī)絕緣層與有機(jī)半導(dǎo)體層間