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近年来,有机薄膜晶体管(Organic Thin-Film Transistors,OTFT)作为基础元器件,在各个领域得到了广泛的关注与应用。本文制备了基于双层有机敏感膜、底栅底接触结构的OTFT气体传感器。其中,N型重掺杂硅作栅极衬底,热氧化二氧化硅(SiO2)作绝缘层,钛/金作叉指源/漏电极,沟道宽长比为160。本文研究多种有机敏感材料,主要制备了多壁碳纳米管(MWCNT)/六噻吩(α-6T)双层敏感膜和十六氟钛箐铜(F16CuPc)/钛箐铜(CuPc)双层敏感膜为有源层的OTFT气体传感器。首先,采用气喷工艺将MWCNT的有机分散液喷涂在SiO2绝缘层表面,研究了不同量(0.02ml,0.04ml和0.06ml)MWCNT溶液对器件性能的影响,选择合适的MWCNT厚度。其次,在MWCNT表面蒸镀90nm的α-6T薄膜制备双层敏感膜OTFT。然后,结合薄膜的扫描电子显微镜(SEM)形貌表征、电学特性和气敏特性,将双层膜OTFT器件与α-6T单层敏感膜器件进行了对比研究。同时,选择真空蒸镀工艺,制备了F16CuPc/CuPc异质结双层膜OTFT气体传感器。分别研究了不同CuPc厚度对器件的电学特性和气敏特性的影响。最后,简单设计和制备了OTFT气体传感器阵列,并用以检测气体。实验结果表明,两种类型的OTFTs器件都有较好的电学特性和气敏响应特性。通过对比发现,0.04ml MWCNT是制备双层膜的适宜厚度;相对于α-6T单层膜器件,MWCNT/α-6T OTFT的载流子迁移率(μ)和开关电流比会高出两个数量级,具有更好的电学特性、稳定性和二氧化氮(NO2)气敏性,其主要原因是高电导率的MWCNT分子在α-6T晶粒间建立了导电桥梁,提高了器件的电学特性。因此,基于MWCNT/α-6T的双层膜OTFT气体传感器表现出更优的性能。研究发现,通入待测气体后,栅极电流IGS与源/漏电流IDS有极其相似的变化趋势,因此也可选作OTFT气体传感器的表征参数。对多种厚度的F16CuPc/CuPc双层膜OTFT器件进行对比研究后发现,基于40nm F16CuPc和15nm CuPc的双层膜器件具有更优的电学特性和气敏特性,但基于F16CuPc/CuPc双层膜异质结的气体传感器恢复性较差,仍有待进一步改善。最后,本文利用基于4种不同敏感材料的OTFT器件,形成了OTFT气体传感器阵列,用以检测NO2气体,得到了各器件的参数变化信息,并进行了初步综合分析。