并五苯薄膜晶體管電學(xué)特性的研究.pdf

1、本論文重點(diǎn)對(duì)以并五苯為有源層的薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行研究，分別從有源層并五苯材料的選擇、并五苯薄膜的形態(tài)以及電極的選擇上對(duì)器件進(jìn)行了優(yōu)化，器件結(jié)構(gòu)均為底柵頂接觸。 首先，我們分別以并五苯（pentacene）、酞菁銅（CuPc）和聚3-己基噻吩（P3HT）為有源層制備了有機(jī)薄膜晶體管，以并五苯為有源層的OTFT器件性能較好，其場(chǎng)效應(yīng)遷移率為0．0948 c㎡/Vs，而以CuPc為有源層的OTFT器件的場(chǎng)效應(yīng)遷移率為0．0029c㎡

2、/VS，以P3HT為有源層的OTFT器件輸出特性不穩(wěn)定，綜合考慮我們最終選取有機(jī)小分子并五苯作為本論文的有源層制備有機(jī)薄膜晶體管。 其次，研究了并五苯成膜情況對(duì)OTFTs器件性能的影響。我們分別以0．03 nm/s和0．13 nm/s的沉積速度生長(zhǎng)并五苯薄膜制備的OTFTs器件，前者場(chǎng)效應(yīng)遷移率為0．1064c㎡/VS，要優(yōu)于后者的0．0485 c㎡/Vs，通過(guò)測(cè)得的AFM圖譜分析，低的沉積速率生長(zhǎng)的薄膜具有較大的晶粒和較少的晶

3、界，更有利于載流子的傳輸，而高速率生長(zhǎng)的薄膜由于晶界勢(shì)壘和陷阱的存在導(dǎo)致寄生電阻變大，使得器件的特性變差。接著，我們又研究了器件后退火處理對(duì)OTFTs性能的影響，分別在50℃、80℃和100℃進(jìn)行真空退火10 h，并與未進(jìn)行退火處理的器件進(jìn)行比較，在80℃退火的器件的性能最好，場(chǎng)效應(yīng)遷移率為0．1804c㎡/Vs，未進(jìn)行退火處理的器件場(chǎng)效應(yīng)遷移率僅為0．0417 c㎡/Ns，通過(guò)測(cè)得的AFM圖譜觀察并五苯在不同退火溫度下的成膜情況，并對(duì)

4、其進(jìn)行分析。 最后，本論文研究了電極對(duì)并五苯晶體管器件特性參數(shù)的影響，分別制備了以金和鋁為源漏電極的并五苯晶體管器件。以金為源漏電極的器件性能要優(yōu)于以鋁為源漏電極的器件，主要是因?yàn)锳1電極與并五苯的能級(jí)不匹配，并且A1的化學(xué)性質(zhì)較活潑，可能與并五苯間發(fā)生了某些化學(xué)反應(yīng)。而Au與并五苯能級(jí)匹配，但是也可能存在著一定的勢(shì)壘，但其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，幾乎不與有機(jī)半導(dǎo)體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。所以Au電極與并五苯間的接觸勢(shì)壘更小，接觸電阻更小，使得從A