酞菁銅和聯苯乙烯類化合物薄膜場效應晶體管的制備及性能研究.pdf

1、有機場效應晶體管(OFET)是以有機半導體材料為有源層的晶體管器件，由于具有成本低、可實現大面積加工、可與柔性襯底集成等優(yōu)勢，在許多領域得到了廣泛的應用。
　　 本論文回顧了有機場效應管的發(fā)展歷史，概述了各種有機場效應晶體管的常用材料，并對現階段存在的問題、研究熱點和本論文的主要工作做了小結。
　　 在第二章中選定經典的半導體材料酞菁銅作為有源層，并進行了材料的提純；結合器件的制備設備，介紹了真空熱蒸鍍方法制備酞菁銅薄膜

2、器件的方法和過程；結合器件的測試設備，介紹了薄膜場效應晶體管器件的測試方法和測試結果；研究了薄膜器件中不同蒸鍍襯底溫度、襯底絕緣層修飾、不同測試溫度和摻雜等因素對器件性能的影響。襯底溫度低時，薄膜晶粒很小，小晶粒間的接觸阻抗小于大晶粒，但晶界數量多，使阻抗區(qū)域擴大；溫度升高時，薄膜晶粒長大，大晶粒間的接觸界面雖然減少，但大晶粒間的間距更大，這種間距超過載流子的跳躍距離，基本上具有無限大的阻抗。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)，達到較高的載流子遷移率。對絕緣層用不同的三氯硅烷進行表面處理后可以使二氧化硅表面Si-OH反應成Si-O-Si醚鍵，烷基在二氧化硅表面有序排列，增強了有機分子對無機絕緣層的親和性，提高薄膜的結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果近似，同樣需要最佳的烷基鏈長度處理襯底。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)，開關比為l×103。
　　 有機材料不僅來源廣泛，而且可以通過對有機分子結構進行適當的修飾來改變材料的性能，進一步擴展有機場效應晶體管的適用范圍。我們以聯苯乙烯為母體，合成了三種線性聯苯乙烯有機半導體材料:4，4，_雙（2-萘基乙烯基）聯苯(Compound l)、4，4-雙(4-聯苯基乙烯基)聯苯(Compound2)和4，4’-雙(1.芘基乙烯基)聯苯(Compound3)。由

5、于其類似聚噻吩的稠環(huán)結構，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。測試結果表明，基于這三種具有不同功能性端基基團的材料制備的器件都是p型半導體器件；場效應器件性能各異，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，遷移率達到0.17cm2/(V-s)，開關比為5.8×