本文選題：有機(jī)薄膜晶體管　切入點(diǎn)：酞菁銅　出處：《燕山大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：有機(jī)薄膜晶體管(OTFT)具有材料來源廣泛、可用于柔性襯底和大規(guī)模生產(chǎn)以及生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)點(diǎn),在有機(jī)邏輯功能電路、OLED顯示技術(shù)等領(lǐng)域有很大的發(fā)展?jié)摿�。在影響OTFT器件性能的諸多因素中,金屬—半導(dǎo)體界面接觸質(zhì)量是一個(gè)非常重要的方面。實(shí)際上,由于電極與半導(dǎo)體能級(jí)不匹配,大部分金屬—半導(dǎo)體的接觸都為肖特基接觸。因此,本文基于調(diào)控電極界面功函數(shù)的方法來進(jìn)行提高薄膜器件注入效應(yīng)的研究。首先,本文通過金屬電極材料與酞菁銅組成金屬—半導(dǎo)體接觸界面,并分析此接觸界面的能級(jí)結(jié)構(gòu)和內(nèi)建電場,探究金屬功函數(shù)對(duì)接觸電阻的影響。分析不同電極材料對(duì)OTFT接觸電阻的影響,探究金屬功函數(shù)對(duì)OTFT器件性能的影響。采用MoO_3修飾金屬電極的方法,提高酞菁銅HOMO能級(jí),從而降低金屬—半導(dǎo)體界面的接觸勢(shì)壘,從而提高OTFT器件的載流子遷移率。其次,通過對(duì)MoO_3電極修飾層的厚度進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn),得到其器件性能最佳優(yōu)化厚度。通過多次實(shí)驗(yàn)對(duì)比三組不同MoO_3修飾層厚度(0nm,4nm,8nm)的輸出特性曲線,可知4nm插入層比8nm插入層對(duì)OTFT器件性能的提升更為明顯。通過分析可知,MoO_3雖然可以降低接觸界面的肖特基勢(shì)壘,但是MoO_3為絕緣體,過大的厚度相當(dāng)于一連串的電阻串聯(lián),反而影響載流子的傳輸。再次,通過采用非對(duì)稱電極的方法,提高OTFT器件的電流開關(guān)比。采用非對(duì)稱電極(源極和漏極采用不同金屬材料)結(jié)構(gòu),使電極與酞菁銅之間接觸勢(shì)壘提高,從而提高電極與酞菁銅接觸界面的接觸電阻,降低OTFT器件的關(guān)態(tài)電流。而當(dāng)器件處于開態(tài)時(shí),在一定的柵壓作用下,溝道內(nèi)載流子數(shù)目急劇增多,此時(shí)由非對(duì)稱電極產(chǎn)生的接觸勢(shì)壘對(duì)器件的開態(tài)電流影響變的很小,因此OTFT開關(guān)比得到提高。最后,在實(shí)驗(yàn)室條件下,以酞菁銅為半導(dǎo)體材料,不同的電極組合制備了三種非對(duì)稱電極結(jié)構(gòu)的OTFT(Ni-Ag、Ag-Ni、Ni-Ni)。并分別對(duì)它們的接觸電阻,源漏電流,輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移特性曲線進(jìn)行測(cè)量和分析,得到非對(duì)稱電極結(jié)構(gòu)對(duì)提高載流子遷移率和器件開關(guān)比有明顯作用。
[Abstract]:Organic thin film transistor (OTFT) has wide material source, can be used for flexible substrate and large scale production and the production process is simple, the organic logic function circuit, OLED display technology and other fields have great potential for development. In many factors that affect the performance of the OTFT devices, metal semiconductor contact quality is a very important. In fact, the electrode and the semiconductor level does not match, the majority of metal semiconductor contact for Schottky contact. Therefore, this method is based on the regulation of the electrode interface function to improve the injection effect of thin film devices. Firstly, this paper through the metal electrode and the copper phthalocyanine is composed of metal semiconductor contact interface, and analysis build up field level structure and the contact interface, explore the impact of metal work function on contact resistance. The analysis of different electrode materials on the OTFT. Influence of contact resistance, impact on the work function of metal on the performance of OTFT. By using the method of metal modified MoO_3 electrode, improve copper phthalocyanine HOMO level, so as to reduce the contact barrier metal semiconductor interface, so as to improve the carrier mobility of OTFT devices. Secondly, optimize the experiment based on MoO_3 modified electrode layer thickness obtained the device performance optimum thickness. Through experiments comparing three different groups of MoO_3 modified layer thickness (0nm, 4nm, 8nm) the output characteristic curve, the 4nm insertion layer than 8nm into the enhance layer on the performance of OTFT is more obvious. Through the analysis, although MoO_3 Schottky barrier can reduce the contact interface, but MoO_3 an excessive thickness is equivalent to a series resistor in series, but the impact of carrier transport. Thirdly, by using the method of asymmetric electrodes, improve the current OTFT device drive Close ratio. Using asymmetric electrodes (source and drain by using different metal materials) structure, make the contact barrier increase between the electrode and the copper phthalocyanine, so as to improve the contact resistance of the electrode and the copper phthalocyanine contact interface, reduce the off state current in the OTFT device. When the device is in the open state, in effect the gate voltage next, the channel number of carrier increases sharply, the asymmetric electrode contact barrier on the device on state current effect is very small, so the OTFT switch ratio is improved. Finally, under laboratory conditions, the copper phthalocyanine semiconductor materials, different electrode preparation of three asymmetric electrode the structure of OTFT (Ni-Ag, Ag-Ni, Ni-Ni). And the contact resistance of them respectively, the source drain current, output characteristics and transfer characteristic curves were measured and analyzed by asymmetric electrode structure to improve carrier mobility and switching ratio It has an obvious effect.

【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN321.5

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本文編號(hào)：1681930