并五苯薄膜晶体管电学特性研析.pdf

中文摘要 摘要：本论文重点对以并五苯为有源层的薄膜场效应晶体管进行研究，分别 从有源层并五苯材料的选择、并五苯薄膜的形态以及电极的选择上对器件进行了 优化，器件结构均为底栅顶接触。 为有源层制备了有机薄膜晶体管，以并五苯为有源层的OTFT器件性能较好，其 场效应迁移率为0．0948 为0．0029 们最终选取有机小分子并五苯作为本论文的有源层制备有机薄膜晶体管。 nnff$ 其次，研究了并五苯成膜情况对OTFTs器件性能的影响。我们分别以0．03 和O．13nm／s的沉积速度生长并五苯薄膜制备的OTFTs器件，前者场效应迁移率为 0．1064ClIl2／Vs，要优于后者的0．0485call2／Vs，通过测得的AFM图谱分析，低的 沉积速率生长的薄膜具有较大的晶粒和较少的晶界，更有利于载流子的传输，而 高速率生长的薄膜由于晶界势垒和陷阱的存在导致寄生电阻变大，使得器件的特 性变差。接着，我们又研究了器件后退火处理对OTFTs性能的影响，分别在50。C、 80℃和100℃进行真空退火10h，并与未进行退火处理的器件进行比较，在80℃ 退火的器件的性能最好，场效应迁移率为0．1804gill2／Vs，未进行退火处理的器件 场效应迁移率仅为0．0417锄2／Vs，通过测得的AFM图谱观察并五苯在不同退火 温度下的成膜情况，并对其进行分析。 最后，本论文研究了电极对并五苯晶体管器件特性参数的影响，分别制备了 以金和铝为源漏电极的并五苯晶体管器件。以金为源漏电极的器件性能要优于以 铝为源漏电极的器件，主要是因为Al电极与并五苯的能级不匹配，并且Al的化 学性质较活泼，可能与并五苯间发生了某些化学反应。而Au与并五苯能级匹配， 但是也可能存在着一定的势垒，但其化学性质稳定，几乎不与有机半导体发生化 学反应。所以Au电极与并五苯间的接触势垒更小，接触电阻更小，使得从Au电 极向并五苯注入空穴比舢电极更容易，从而提高了器件的性能。 关键词：有机薄膜晶体管；并五苯；退火；场效应迁移率；阈值电压 分类号：TN27；TN321．5 ABSTRACT ABSTRACT：Thinfilmtransistorsbasedon asactive arestudiedinthis pentacenelayer the ofthedevices asactive thesis，weimprovedperformance bychoosingpentacene the of thinfilmand the morphologypentacene electrodes，all layer,improving choosing the devices contact withbottom usingtop configurationgate． have thinfilm Firstly,wepreparedorganic transistors(OTFTs)withpentacene， P3HTastheactive foundthatthe CuPc，and layer electrical respectively,we characteristicsofOTFTbasedon arebetterthan is others，whose