基于原位喷涂退火工艺的有机薄膜晶体管的研究
发布时间：2021-03-30 05:49
有机薄膜晶体管（Organic Thin Film Transistor,OTFT）是基于有机半导体材料制备的薄膜晶体管器件。因其具有成本低廉、质量轻、柔性以及可低温条件下制备大面积电子器件等诸多优点而获得了越来越多的关注,其潜在应用领域包含柔性微电子电路、传感器、有机存储器、电子纸以及智能识别卡等。经过了30年的发展,OTFT的性能已取得较大提高。但是,OTFT器件的产业化还需要解决制备工艺繁琐,生产效率低下的现实问题。因此,进一步探索快速、高效的工业化制备方法成为人们关注的重点。本文基于喷涂法提出一种原位喷涂退火工艺,对传统的后退火工艺进行优化,改善喷涂薄膜的表面形貌和Tips-pentacene的结晶性,制备出高性能的OTFT器件以及具有高灵敏度的OTFT气体传感器。具体研究内容包含如下:1.研究了原位喷涂退火工艺对OTFT电学性能的影响。实验中,喷涂和退火同时进行,退火温度能显著影响器件性能。其中,60℃原位退火制备的器件电学性能最优,迁移率达到0.19 cm2/Vs,约是后退火器件的3.5倍。然而,当原位退火温度高于60℃时,器件性能反而低于后退火器件。...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有机薄膜晶体管的结构示意图
7(a) (b)图 2-2 底栅顶接触有机薄膜晶体管模型。(a) 结构示意图；(b) 水阀模型示意图考虑到研究中多数采用 p 型有机半导体材料制备 OTFT 器件，传输载。并且本文中所使用的有源层材料为 Tips-pentacene 也为 p 型有机半因此，下面就以 p型 OTFT为例具体介绍其工作模式。
同时基于 OTFT 与平板电容器工作原理的相通性，我们仍然以我们熟知的平板电容器模型来进行分析。图2-3 描述了 OTFT 器件工作时沟道区域载流子分布的情况。可以用平板电容器来进行类比，栅极电压 VGS就是一个外加电场，在电容器的一侧基板也就是导电沟道区产生感应电荷。栅极电压为负并达到一定大小时，沟道区就会形成大量的空穴积累。此时，逐渐增大源漏电压 VDS，当 VDS较小时，诱导出来的空穴会首先用来填补半导体中的杂质、晶界等陷阱，当源漏电压大于器件阈值电压 VT时，导电沟道区开始产生电流，此时 OTFT器件工作在线性区，如图 2-3(a)所示。(a) (b) (c)图 2-3 当 VGS取大于 VT的一个固定值时，有机半导体中的导电沟道随着源漏电压的变化。 (a) 整个沟道都感应出同种电荷；(b) 漏极附近沟道电荷密度为 0；(c) 源极和漏极沟道区域分别感应相反电荷当 VDS逐渐增加达到∣VGS-VT∣的大小
本文编号：3108984
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有机薄膜晶体管的结构示意图
7(a) (b)图 2-2 底栅顶接触有机薄膜晶体管模型。(a) 结构示意图；(b) 水阀模型示意图考虑到研究中多数采用 p 型有机半导体材料制备 OTFT 器件，传输载。并且本文中所使用的有源层材料为 Tips-pentacene 也为 p 型有机半因此，下面就以 p型 OTFT为例具体介绍其工作模式。
同时基于 OTFT 与平板电容器工作原理的相通性，我们仍然以我们熟知的平板电容器模型来进行分析。图2-3 描述了 OTFT 器件工作时沟道区域载流子分布的情况。可以用平板电容器来进行类比，栅极电压 VGS就是一个外加电场，在电容器的一侧基板也就是导电沟道区产生感应电荷。栅极电压为负并达到一定大小时，沟道区就会形成大量的空穴积累。此时，逐渐增大源漏电压 VDS，当 VDS较小时，诱导出来的空穴会首先用来填补半导体中的杂质、晶界等陷阱，当源漏电压大于器件阈值电压 VT时，导电沟道区开始产生电流，此时 OTFT器件工作在线性区，如图 2-3(a)所示。(a) (b) (c)图 2-3 当 VGS取大于 VT的一个固定值时，有机半导体中的导电沟道随着源漏电压的变化。 (a) 整个沟道都感应出同种电荷；(b) 漏极附近沟道电荷密度为 0；(c) 源极和漏极沟道区域分别感应相反电荷当 VDS逐渐增加达到∣VGS-VT∣的大小
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