聚合物薄膜晶体管的制备及性能

以硅材料衬底作栅电极,在衬底上依次制备二氧化硅栅介质层、聚合物MEH-PPV薄膜半导体层和金源、漏电极,成功地得到了聚合物薄膜晶体管。器件的制备和测试都是在空气环境中完成。该薄膜晶体管呈现出较好的场效应晶体管饱和特性,器件的载流子迁移率为5.0×10-5cm2/(V.s),开关电流比大于2×103。通过在氮气氛下对聚合物薄膜进行退火处理以及聚合物薄膜沉膜前对二氧化硅表面修饰可以适当地提高器件的载流子迁移率。

溶液法制备环保型高分子聚合物薄膜晶体管

基于一种新型的稠合噻吩-吡咯并吡咯二酮聚合物半导体(PTDPPTFT4),采用溶液法工艺制作了高性能环保型、空穴型有机薄膜晶体管。通过尝试不同的半导体层退火温度及退火时间,优化了有机薄膜晶体管的性能。当采用对二甲苯溶剂,退火温度为190℃,退火时间为60min时,迁移率为2.1cm2·V-1·s-1,电流开关比大于106。通过X射线掠入射角衍射法测试,得到高温退火后聚合物薄膜的结构特点,进而揭示了退火条件改变后,薄膜晶体管拥有高迁移率的原因。

高迁移率聚合物薄膜晶体管

以高掺杂Si单晶片作为栅电极,热生长SiO2作为栅介质层,聚三己基噻吩薄膜作为半导体活性层,Au作为源、漏电极,并采用十八烷基三氯硅烷(OTS)对栅介质表面改性,在空气环境下成功地制备出高性能聚合物薄膜晶体管.结果表明,通过采用OTS对栅介质层表面修饰大幅度地改善了聚合物薄膜晶体管的电性能,器件的场效应迁移率高达0.02cm2/(Vs),开关电流比大于105.

低工作电压聚噻吩薄膜晶体管

以高掺杂Si单晶片作为衬底且充当栅电极,采用磁控溅射法在硅片上沉积HfTiO薄膜作为栅介质层,聚三己基噻吩(P3HT)薄膜作为半导体活性层,金属Au作为源、漏电极,并采用十八烷基三氯硅烷(OTS)对栅介质层表面修饰,在空气环境下成功地制备出聚合物薄膜晶体管(PTFT).PTFT器件测试结果表明,该晶体管在低的驱动电压(<-1V)下仍呈现出良好的饱和行为,其阈值电压和有效场效应迁移率分别为0.4V和2.2×10-2cm2/V·s.通过对金属-聚合物-氧化物层-硅半导体(MPOS)结构电容器的电容-电压(C-V)特性测试发现,MPOS电容器的电容呈现出明显的频率依赖性和C-V迟滞现象,对其产生的物理机理进行了讨论.