有機場效應(yīng)晶體管的研制.pdf

1、有機場效應(yīng)晶體管(organic field-efleet transistors，OFETs)是有機電子元器件家族中的一個重要成員。OFETs的用途十分廣泛，用它可以制作有機發(fā)光二極管的驅(qū)動電路、有機傳感器、有機存儲器、射頻識別卡(RFID)以及電子書(E-book)等。另外，OFETs器件也是對有機半導(dǎo)體材料基本性質(zhì)研究的一個重要而有力的工具。因此，OFETs具有重要的研究價值。本論文從OFETs的原理、結(jié)構(gòu)、材料、制備工藝及性能優(yōu)

2、化方法進行了研究并且在實驗研制得到具有較高性能的OFETs。 首先回顧了OFETs的的發(fā)展歷史及概況。通過概括總結(jié)OFETs在實驗室中的取得的研究成果以及目前它在實際生活的中運用情況進而討論了OFETs目前存在的問題及研究的關(guān)鍵點。 介紹了OFETs目前通用的四種器件結(jié)構(gòu)形式，比較了每種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點。在此基礎(chǔ)上，分別綜述和討論了OFETs器件制備中的各種材料，包括有機半導(dǎo)體材料、電介質(zhì)絕緣材料、電極材料、器件基底材料的使

3、用選擇情況；以及OFETs的制備工藝，包括應(yīng)用傳統(tǒng)真空鍍膜、濺射和光刻技術(shù)等工藝，有機溶液旋涂成膜工藝，自組裝工藝，印刷噴墨打印等工藝的工藝特點及過程。 針對目前n型OFETs的研究報道較少的情況，采用富勒烯C60作為半導(dǎo)體有源層，通過選擇合適的有機電介質(zhì)材料作為絕緣層制成了高性能及穩(wěn)定的n型全有機場效應(yīng)晶體管。實驗中選擇的絕緣材料有PMMA、PVP，結(jié)果表明，使用PMMA是最為合適的絕緣層，通過原子力顯微鏡，X射線衍射，絕緣層

4、表面能等手段分析討論了原因。在此基礎(chǔ)上給出了C60場效應(yīng)晶體管制作過程及工藝中應(yīng)該注意的問題。 嘗試用經(jīng)濟、簡單的陽極氧化方法制備了高介電常數(shù)的Ta2O5絕緣層，并在Ta2O5層上旋涂PMMA高分子絕緣層制成了。Ta2O5/PMMA雙絕緣層。這種絕緣層綜合了兩方面的優(yōu)點：Ta2O5的高介電常數(shù)、PMMA良好的表面特性，利用n型半導(dǎo)體材料PTCDI-C12作為有源層成功制備了低閾值電壓和高遷移率的n-OFETs。該研究結(jié)果對指導(dǎo)如

5、何能夠制取低功耗的OFETs提供了可行的思路。 選用空穴傳輸型半導(dǎo)體材料如MEH-PPV，pentacene，CuPe制作出幾種P溝OFETs。根據(jù)金屬半導(dǎo)體接觸理論，為了使金屬電極的功函數(shù)與半導(dǎo)體材料中最高占據(jù)分子軌道(HOMO)相匹配，在器件源漏金屬電極與半導(dǎo)體材料間引入無機氧化物-三氧化鉬(MoO3)作為空穴注入層，對于pentacne和MEH晶體管而言，具有Al/MoO3雙層電極器件在性能上完全可以與采用高功函數(shù)的金作為