半導(dǎo)體材料和器件的問世、研究與運(yùn)用從很大程度上推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步,也給人們的生產(chǎn)生活帶來了巨大變化。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以半導(dǎo)體硅、鍺等材料制造的無機(jī)半導(dǎo)體器件,從生產(chǎn)、成本及產(chǎn)品等方面的劣勢(shì)逐漸顯現(xiàn)出來。在此情形下,對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體材料的研究應(yīng)運(yùn)而生。有機(jī)半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)對(duì)器件實(shí)現(xiàn)在工藝上小型化、批量化、柔性化、低成本的意義重大。其被發(fā)現(xiàn)具有光敏特性后,在世界范圍內(nèi)引起了極大的關(guān)注。有機(jī)半導(dǎo)體材料通過二十幾年的研究發(fā)展,當(dāng)前被廣泛的運(yùn)用到光電探測(cè)器中。光電探測(cè)器是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的半導(dǎo)體器件,可用于光探測(cè)工作、光控開關(guān)及圖像傳感器等。有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的光電探測(cè)器,具有很好的光響應(yīng)特性和電學(xué)特性,是一種新穎、潛力巨大的光電探測(cè)器件。本文就光電探測(cè)器的發(fā)展與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,原理及性能參數(shù)進(jìn)行了大致的闡述;針對(duì)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理、材料工藝等方面進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹;在研究實(shí)驗(yàn)過程中,重點(diǎn)進(jìn)行了下面幾方面的工作:（1）研究設(shè)計(jì)了并五苯場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工藝。制備頂柵底接觸結(jié)構(gòu)的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件。實(shí)驗(yàn)使用純度大于99%的并五苯（Pentacene）作為半導(dǎo)體有源層... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光電探測(cè)

基于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的光電探測(cè)器研究-2-1.2無機(jī)光電器件與有機(jī)光電器件光電器件按照材料來分類，可分成無機(jī)光器件和有機(jī)光器件[3]。上世紀(jì)40年代后，半導(dǎo)體技術(shù)開始發(fā)展，各種無機(jī)光電材料不斷出現(xiàn)。現(xiàn)在我們常見的光敏電阻，光敏三極管，光敏二極管多是由無機(jī)材料制備而成[4]。如圖1.2所示。上個(gè)世紀(jì)二十年代，德國(guó)物理學(xué)家EdgarLilienfeld首次提出了場(chǎng)效應(yīng)晶體管的概念，但僅僅是建立在理論上。1934年，科學(xué)家OskarHeil也提出了場(chǎng)效應(yīng)管的理論內(nèi)容。此后科學(xué)家們不斷努力希望在實(shí)驗(yàn)上有所突破；1947年，約翰.巴丁，沃爾特.布拉頓和威廉.肖克利使用單晶鍺成功制備了世界上第一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，實(shí)現(xiàn)了通過控制電場(chǎng)強(qiáng)度來改變半導(dǎo)體表面電流大小的半導(dǎo)體器件。三位科學(xué)家也因此獲得諾貝爾獎(jiǎng)。1952年具有實(shí)用意義的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(Junction-FET，JFET)被成功制造出來。經(jīng)過科學(xué)家們的不懈努力，制備了以硅和GaAs為代表的無機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它們發(fā)展迅速，很快便占據(jù)了整個(gè)半導(dǎo)體光電子器件應(yīng)用領(lǐng)域的大半壁江山[5]。(a)(b)(c)圖1.2傳統(tǒng)無機(jī)器件(a)光三極管；(b)光二極管；(c)光敏電阻無機(jī)半導(dǎo)體器件經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)逐漸成熟，盡管無機(jī)探測(cè)器件具有：高靈敏度、遷移率高、光響應(yīng)速度好和響應(yīng)頻率高等諸多優(yōu)點(diǎn)；但是由于無機(jī)材料不能做到全波段吸收，對(duì)光敏材料的選擇也比較苛刻。而且器件制備過程多通過

基于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的光電探測(cè)器研究-4-表1.1無機(jī)/有機(jī)半導(dǎo)體本質(zhì)無機(jī)半導(dǎo)體有機(jī)半導(dǎo)體來源受限廣泛成本工藝復(fù)雜成本高大大簡(jiǎn)化降低成本分子結(jié)合離子鍵，共價(jià)鍵范德華力相互結(jié)合結(jié)構(gòu)嚴(yán)格的晶格結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)多樣化范圍主要可見光范圍全波段響應(yīng)工藝無法大面積制造且不能實(shí)現(xiàn)柔性器件柔性好，可以通過印刷等方式大面積制造圖1.3可穿戴設(shè)備與柔性電子產(chǎn)品1.3光電探測(cè)器的發(fā)展概述及工作原理1.3.1光電探測(cè)器的發(fā)展概述在1827年時(shí)，諾比利制成了第一個(gè)用來探測(cè)紅外線輻射的紅外探測(cè)儀[18]；1839年，亞歷山大·貝克勒爾和其父親發(fā)現(xiàn)了光伏效應(yīng)[19]；1873年，英國(guó)的史密斯發(fā)現(xiàn)硒存在光電導(dǎo)效應(yīng)，但是僅僅處于探索研究階段，未實(shí)際應(yīng)用[20]。到50年代中期，性能良好的硫化鎘、硒化鎘及硫化鉛光電探測(cè)器都已投入使用。1959年，英國(guó)勞森等人制造了使用碲鎘汞晶體(HgCdTe)的紅外光探測(cè)器(Mercurytelluridedetector)[21]。60年代初，Ge、Si摻雜光電探測(cè)器研制成功。1981年，Kudo等制造出了第一個(gè)有機(jī)光電探測(cè)器，可以對(duì)特定波長(zhǎng)的光響應(yīng)[22]；在1989年，R.Forres等人將有機(jī)-無機(jī)材料結(jié)合制備了光電探測(cè)器，在Si襯底上生長(zhǎng)一層有機(jī)材料苝四甲酸二酐薄膜[23]；1999年，Y.Yang等人報(bào)道了基于聚(噻吩并[3，4-b]吩):亞甲基富勒烯衍生物[6，6]-苯基-C61丁酸甲酯)有機(jī)層的探測(cè)器件，器件的光響應(yīng)度達(dá)到0.26A/W[24]；2000年S.R.Forres等人又利用PTCBI，制備出交叉式的多層結(jié)構(gòu)的有機(jī)光電探測(cè)器[25]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]介電層修飾并五苯/紅熒烯雙有源有機(jī)薄膜晶體管的制備與性能研究[J]. 張自童,陳達(dá)貴,陳雄.  人工晶體學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]基于有機(jī)半導(dǎo)體材料的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管化學(xué)傳感器[J]. 伊康哲.  中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2017(08)
[3]基于酞菁鈀和C60的異質(zhì)結(jié)有機(jī)光敏場(chǎng)效應(yīng)管[J]. 陳德強(qiáng),姚博,呂文理,高鵬杰,彭應(yīng)全.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2013(05)
[4]高性能P-型有機(jī)薄膜晶體管材料（OTFT）進(jìn)展[J]. 陳珺.  化學(xué)工程與裝備. 2013(02)
[5]有機(jī)半導(dǎo)體器件的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 陳海明,靳寶善.  微納電子技術(shù). 2010(08)
[6]有機(jī)光敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管研究進(jìn)展[J]. 楊盛誼,陳小川,尹東東,施園,婁志東.  半導(dǎo)體光電. 2008(06)
[7]高遷移率有機(jī)薄膜晶體管材料進(jìn)展[J]. 耿延候,田洪坤.  分子科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(06)

博士論文
[1]基于場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的多功能有機(jī)光電器件研究[D]. 李東偉.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[2]小分子近紅外光敏有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管研究[D]. 李堯.蘭州大學(xué) 2016
[3]有機(jī)/納米復(fù)合物場(chǎng)效應(yīng)光電探測(cè)器研究[D]. 張麗.北京理工大學(xué) 2015
[4]基于場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合薄膜光電探測(cè)器研究[D]. 楊丹.北京理工大學(xué) 2015
[5]高性能小分子有機(jī)光敏場(chǎng)效應(yīng)管研究[D]. 姚博.蘭州大學(xué) 2014
[6]有機(jī)半導(dǎo)體光電器件研究[D]. 蔡婉珠.華南理工大學(xué) 2012
[7]并五苯性質(zhì)的研究及其場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研制[D]. 陶春蘭.蘭州大學(xué) 2009

碩士論文
[1]有機(jī)單晶光電探測(cè)器的構(gòu)筑及其高性能集成器件的研究[D]. 黃立明.蘇州大學(xué) 2018
[2]基于并五苯的有機(jī)薄膜晶體管電極注入效應(yīng)研究[D]. 姜芳.燕山大學(xué) 2018
[3]噻吩—異靛藍(lán)聚合物/無機(jī)納米基光電探測(cè)器及器件研究[D]. 霍澤娟.蘭州交通大學(xué) 2017
[4]烷烴修飾的單晶表面的并五苯的生長(zhǎng)研究[D]. 楊紅艷.蘇州大學(xué) 2017
[5]基于并五苯的有機(jī)光敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能研究[D]. 陳玉成.電子科技大學(xué) 2014
[6]基于酞菁鉛有機(jī)光敏場(chǎng)效應(yīng)管的研究[D]. 高鵬杰.蘭州大學(xué) 2013
[7]有機(jī)薄膜晶體管傳感器的制備及特性研究[D]. 張霖.電子科技大學(xué) 2013
[8]基于并五苯的光敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研究[D]. 施園.北京交通大學(xué) 2009
[9]垂直構(gòu)型有機(jī)光敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研究[D]. 陳小川.北京交通大學(xué) 2009
[10]并五苯有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研究[D]. 董茂軍.蘭州大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3297384