基于HfOx介電層有機(jī)薄膜晶體管的制備與研究.pdf

1、有機(jī)薄膜晶體管(organic thin film transistors, OTFTs)的優(yōu)點如輕盈、可彎折、工藝選擇多等愈發(fā)地受到人們關(guān)注，同時，其在近十年來也得到了迅速的發(fā)展。作為薄膜晶體管行業(yè)中的熱門方向，OTFTs廣泛地被應(yīng)用在微電子半導(dǎo)體、微型電路等領(lǐng)域。然而OTFTs成功的商業(yè)化征途中還存在著高驅(qū)動電壓、低遷移率以及低穩(wěn)定性等阻礙，尤其是器件工作在高驅(qū)動電壓下時產(chǎn)生的能耗問題，很大程度上限制了OTFTs大規(guī)模的應(yīng)用。而采用

2、高介電常數(shù)的無機(jī)氧化物作為介電層可以使得OTFTs工作在較低的驅(qū)動電壓下，使得器件的能耗問題得以改善。本文研究了HfOx材料作為介電層的OTFTs器件相關(guān)性能，在此基礎(chǔ)上對器件進(jìn)行了相應(yīng)的研究改善。
　　工作內(nèi)容主要為以下幾點：1、首先研究了無機(jī)金屬氧化物 HfOx材料作為介電層，并五苯材料作為有源層，金屬Au作為源漏電極的結(jié)構(gòu)器件。通過對器件的相關(guān)電學(xué)參數(shù)分析，表明無機(jī)金屬氧化物HfOx材料作為介電層時，器件可以實現(xiàn)較低的閾值電

3、壓，然而器件的其他性能卻存在著較多的瑕疵，如開關(guān)比較低，僅為182，遷移率也僅為0.002 cm2/Vs，同時遲滯現(xiàn)象較為嚴(yán)重；2、為進(jìn)一步優(yōu)化器件，繼而研究了不同有機(jī)高分子聚合物材料作為介電層與有源層界面修飾層對器件的性能影響，主要包括聚苯乙烯(PS)、聚乙烯醇(PVA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)三類不同高分子材料。實驗結(jié)果表明，當(dāng)采用不同的有機(jī)材料作為修飾層時，器件所展現(xiàn)出來的性能也具有較大的差異。其中利用PVA修飾時，器件的改

4、善效果為三者中最差，PMMA作為修飾層時，器件的性能最為理想，遷移率提升至0.054 cm2/Vs，開關(guān)比也有了一個數(shù)量級的提升，達(dá)到了3.31╳103，而PS作為修飾層時，器件的整體性能居中，但是卻能有效的消除遲滯現(xiàn)象；3、最后，在選取了合適的有機(jī)高分子聚合物材料PS作為修飾層后，又對HfOx介電層厚度進(jìn)行了優(yōu)化，通過對介電層材料的前驅(qū)溶液的不同濃度的控制，制備并研究了不同厚度介電層的 OTFT器件。實驗結(jié)果表明，隨著介電層厚度的增加