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有机场效应晶体管(OFETs)因具有低功耗、灵活性高、材料来源广以及适于大规模生产等优点,已被广泛应用于电子纸、射频卡、传感器、大规模集成电路和柔性显示器等方面。目前,OFETs中常用的P型及N型有机半导体材料种类单一,对于新型半导体材料的应用较少。此外在制备OFETs器件过程中,有机半导体材料的成膜形态和质量在很大程度上决定了其器件的性能。而具有高度有序、大尺寸及良好连续性的有机半导体薄膜非常有利于载流子的输运,可有效提高器件的性能。为此,本论文引入对-六联苯(p-6P)和对-四联苯(p-4P)作为诱导层材料分别应用到传统及新型的N型和P型OFETs器件中,结果表明与传统的器件(未插入诱导层)相比,插入诱导层的器件其性能得到了很大的提高。论文的主要研究内容包含以下几个方面:(1)利用真空热蒸镀的成膜工艺,我们将N型C60薄膜沉积在p-6P衬底上,发现C60能够在p-6P薄膜的诱导下有序地生长,并形成致密的薄膜。我们制备了结构为ITO/聚乙烯醇(PVA)/p-6P/C60/Al的OFETs器件。测试结果表明,插入p-6P诱导层的器件其载流子迁移率达到0.794 cm2/Vs,开关电流比达到2.02×104,与对比器件ITO/PVA/C60/Al相比,迁移率和开关比均高出了一个数量级。通过电镜测试发现,C60薄膜能够在p-6P分子的诱导下呈球形有序的生长,薄膜均匀连续,使电子更有效地在其中传输,从而提高了器件的性能。(2)我们以新型的并五苯衍生物为P型有机半导体材料,利用旋凃工艺制备了有源层薄膜,进而制备出OFETs器件。当插入p-6P诱导层之后,器件的迁移率、电流开关比和阈值电压分别达到0.2 cm2/Vs、105和10 V。相比于未插入p-6P诱导层的器件,性能有了很大的提高。通过原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)的测试分析,发现本征的并五苯衍生物薄膜呈“鱼骨状”交替排列在一起。经过p-6P诱导以后,很多小骨刺消失不见,分子排列显得更加有规则,这对于器件的性能提高有很大的影响。(3)我们选择了一种新型的N型半导体材料—苝四酰亚二胺的衍生物(PEPTC)来研究有源层薄膜的诱导生长及其场效应特性。通过对OFETs电学特性的测试发现,在未插入p-4P诱导层之前,PEPTC材料在小于20V的栅压下表现出了场效应特性。而在引入p-4P诱导层后,OFETs器件的性能得到大幅提高。AFM和SEM扫描图像显示未插入诱导层时,PEPTC分子生长的没有规律,而在6 nm的p-4P薄膜诱导下,PEPTC分子由能够有序的生长,形成高质量、均匀的有源层薄膜,进而有利于器件性能的提高。(4)以在P型酞菁铜(CuPc)OFETs器件为基础,我们在有源层和绝缘层以及有源层和Al电极之间分别插入了5 nm的p-4P诱导层和10 nm的V2O5电极修饰层。两者的协同作用使得器件的迁移率和开关电流比被分别提高到5×10-2cm2/Vs和104。我们认为p-4P能够诱导CuPc薄膜更有序地生长,有利于载流子的输运;并且V2O5缓冲层可以在有效调节载流子注入势垒高度的同时,降低接触电阻(RC)。此方法在提高器件性能方面简单有效,也为酞菁类OFETs的实际应用起到了一定的参考作用。