高性能有机薄膜晶体管(OTFT)制备及其导电机制

详细介绍了在SiO2和高kHfO2介质层上制备并五苯薄膜晶体管方面的研究,特别是利用原子力显微技术(AFM)和静电力显微技术(EFM)研究了并五苯分子初始生长模式,揭示了衬底形貌、表面化学性能(包括化学清洗和聚合物层修饰)对有机半导体成膜结构和薄膜场效应晶体管性能之间的关联,包括晶体管迁移率、开关比和阈值电压等;针对并五苯初始生长成核模式的差异,分析了不同岛(畴)间畴边界对载流子在有机薄膜内输运的影响,有助于理解有机半导体薄膜导电机理。通过优化和控制介电层和有机半导体薄膜层的界面化学性质,在SiO2介质层上成功制备出迁移率为1.0cm2/V.s、开关电流比达到106的OTFT器件;在高kHfO2介质层上获得的OTFT器件的工作电压在-5V以下,开关电流比达到105,载流子迁移率为0.6cm2/V.s;器件性能指标已经达到目前国际上文献报道的最好水平。     

并五苯有机薄膜晶体管电学性能研究

制作了以并五苯为半导体有源层材料的有机薄膜晶体管。用热氧化的方法制备了一层230nm的二氧化硅栅绝缘层并用原子力显微镜(AFM)分析了表面形貌。研究了器件的电学性能,得到的并五苯有机薄膜晶体管器件载流子迁移率为8.9×10-3cm2/V.s,器件的阈值电压和开关电流比分别为-8.2V和1.0×104。     

高性能有机薄膜晶体管（OTFT）制备及其导电机制

详细介绍了在SiO2和高kHfO2介质层上制备并五苯薄膜晶体管方面的研究,特别是利用原子力显微技术（AFM）和静电力显微技术（EFM）研究了并五苯分子初始生长模式,揭示了衬底形貌、表面化学性能（包括化学清洗和聚合物层修饰）对有机半导体成膜结构和薄膜场效应晶体管性能之间的关联,包括晶体管迁移率、开关比和阈值电压等;针对并五苯初始生长成核模式的差异,分析了不同岛（畴）间畴边界对载流子在有机薄膜内输运的影响,有助于理解有机半导体薄膜导电机理。通过优化和控制介电层和有机半导体薄膜层的界面化学性质,在SiO2介质层上成功制备出迁移率为1.0cm^2/V.s、开关电流比达到10^6的OTFT器件;在高kHfO2介质层上获得的OTFT器件的工作电压在-5V以下,开关电流比达到10^5,载流子迁移率为0.6cm^2/V.s;器件性能指标已经达到目前国际上文献报道的最好水平。     

基板温度对氧化锌薄膜晶体管性能的影响

以ITO玻璃为衬底,利用射频磁控溅射制备了以氧化硅为绝缘层的氧化锌薄膜晶体管。研究了氧化锌薄膜制备过程中不同的衬底温度（衬底温度分别为室温、100℃ 和200℃）对于器件性能的影响。和室温下制备的氧化锌薄膜晶体管相比,衬底温度200℃条件下制备的器件的场效应迁移率提高了94% （从1.6cm2/Vs 提高至3.11cm2/Vs）,亚阈值摆幅 从2.5V/dec 降低至1.9 V/dec 而且阈值电压漂移也从18V 减小至3V （老化电压为25V的正栅压,老化时间为1小时）。实验结果表明,衬底加热对于氧化锌薄膜晶体管的迁移率、亚阈值摆幅和偏压稳定性有明显的影响。利用原子力显微镜AFM对氧化锌薄膜的特性就行了研究,器件性能提高的原因也在文中进行了阐述。     

溅射法制备钇掺杂铟锌氧薄膜和器件特性研究王丹丹,王卿璞*,王汉斌,张锡健,武丽伟,李福杰,袁帅中国,济南,山东大学物理学院

室温下,采用射频磁控溅射法分别在钠钙玻璃和P型硅衬底上制备了不同厚度的钇掺杂铟锌氧薄膜。研究了薄膜的结构形貌和光学特性。以P型硅为栅极制备了底栅结构的YIZO薄膜晶体管,并研究了器件的输出和转移特性。研究发现,室温下制备的所有Y掺杂IZO薄膜均为非晶结构,YIZO薄膜晶体管均为n沟道耗尽型器件。有源层厚度为20nm的器件的开关电流比超过105,亚阈值摆幅为2.20 V/decade,阈值电压为-1.0V, 饱和迁移率为0.57 cm2/ V·s。     

薄起始层的VHF PECVD底栅微晶硅薄膜晶体管

对微晶硅薄膜晶体管,尤其对底栅型晶体管,在衬底和晶化层间存在一层非晶相起始层,这将严重影响器件性能.文中采用降低硅烷浓度的方法简便有效地减薄了用超高频化学气相法直接沉积的微晶硅薄膜起始层的厚度,得到起始层厚度小于20nm的微晶硅薄膜.在硅烷浓度为2%的条件下采用四版工艺制备了具有Al/SiNx/μc-Si/n+-μc-Si/Al结构的底栅微晶硅TFT,其开关比(Ion/Ioff)达到106,场效应迁移率为0.7cm2/(V·s),阈值电压为5V左右.     

有机场效应晶体管最新实验研究进展

介绍了近两年新报道的有机半导体材料,列举了其场效应性能参数;综述了有机场效应晶体管(OFET)在器件结构上的改进,重点阐述了基于常见有机功能层材料富勒烯及其衍生物、并五苯、聚3-己基噻吩的OFET对栅介质层及有机功能层与电极的界面的改进,讨论了器件结构改进对OFET阈值电压、开关比、载流子迁移率的影响;介绍了衬底温度、退火处理对OF-ET性能的影响。最后,针对有机场效应晶体管研究现状,指出未来研究中应注重开发高迁移率、高薄膜稳定性的有机功能材料和高介电常数、高成膜质量的有机栅介质材料,继续优化器件结构,改进制备工艺以提高器件性能。     

磁控溅射法在有机衬底上制备SnO2掺Sb透明导电膜

采用射频磁控溅射法在有机柔性衬底上制备出了SnO2:Sb透明导电膜,讨论了薄膜的结构和光电性质对制备条件的依赖关系.制备的样品为多晶薄膜,并且保持了氧化锡的金红石结构.对衬底适当地加热,当衬底温度为200℃时,在PI(聚酰亚胺)胶片上制备出了性能良好的薄膜,薄膜相应自由载流子霍耳迁移率的最大值为1 3.9cm2/V@s,载流子浓度为15.5×1019cm-3,薄膜电阻率的最小值为3.7×103Ω@cm.在可见光范围内,样品的相对透过率为85%左右.     

具有无机有机双绝缘层和修饰电极的薄膜晶体管

研究了有机薄膜晶体管器件.器件是以热生长的SiO2作为有机薄膜晶体管的栅绝缘层,酞菁铜作为有源层的.实验表明采用一种硅烷耦合剂-十八烷基三氯硅烷(OTS)修饰SiO2可以有效地降低栅绝缘层的表面能从而明显提高了器件的性能.器件的场效应迁移率提高了2.5倍、阈值电压降低了3 V、开关电流比从103增加到104.同时我们采用MoO3修饰铝作为器件的源漏电极,形成MoO3/Al双层电极结构.实验表明在同样的栅极电压下,具有MoO3/Al 电极的器件和金电极的器件有着相似的源漏输出电流Ids.结果显示具有OTS/SiO2双绝缘层的及MoO3/Al 电极结构的器件能有效改进有机薄膜晶体管的性能.     

具有双绝缘层和修饰电极的薄膜场效应晶体管

研究了具有OTS/SiO2双绝缘层结构及MoO3/Al电极结构的有机薄膜晶体管.器件是以热生长的Si02作为有机薄膜晶体管的栅绝缘层,酞菁铜作为有源层的.OTS/SiO2双绝缘层的结构提高了器件的场效应迁移率和开关电流比,降低了阈值电压.实验表明在同样的栅极电压下,具有MoO3/Al电极的器件和金电极的器件有着相似的源漏输出电流.结果显示具有OTS/SiO2双绝缘层及MoO3/Al电极结构的器件能有效改进有机薄膜晶体管的性能.