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上传人:读书百遍 2021/3/6 文件大小:18 KB

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文档介绍

文档介绍:[OTFT:硅的终止者]硅基生命特点

  传统的无机晶体管是金属氧化物半导体式的场效应管,其半导体材料通常为无机硅。有机薄膜晶体管又称塑料晶体管,和MOS晶体管的最大不一样在于OTFT采取有机半导体材料替代MOS中的无机半导体材料。
  和无机晶体管相比,有机薄膜晶体管含有下述关键优点:有机薄膜的成膜技术更多、更新,如Langmuir-Blodgett技术、分子自组装技术、真空蒸镀、喷墨打印等,从而使制作工艺简单、多样、成本低;器件的尺寸能做得更小,集成度更高,分子尺度的减小和集成度的提升意味着操作功率的减小和运算速度的提升;以有机聚合物制成的晶体管,其电性能可经过对有机分子结构进行合适的修饰而得到满意的结果;有机物易于取得,有机场效应管的制作工艺也更为简单,它并不要求严格的控制气氛条件和苛刻的纯度要求,因此能有效地降低器件的成本;全部由有机材料制备的所谓“全有机”的晶体管展现出很好的柔韧性,而且质量轻,携带方便。有研究表明,对器件进行适度的扭曲或弯曲,器件的电特征并没有显著的改变。良好的柔韧性深入拓宽了有机晶体管的使用范围。
  OTFT的研究历程
  OTFT迁移率和开关电流比是其两个主要的参数:晶体管的迁移率越大,实际运作速度越快;开关电流比越大,所驱动的器件的对比度越好。
  1980年年初,大家将有机半导体聚噻吩引入晶体管中,开创了有机薄膜晶体管的研究。但令人遗憾的是当初器件的迁移率只有1×10-5 cm2/V•s,工作频率只有1 Hz左右,开关电流比102~103。在近20年的研究过程中,为提升器件的载流子迁移率、工作频率和降低驱动电压,大家在寻求新的有机材料、改善器件结构和制备工艺等方面进行了大量的工作。
  1997年,大家利用并五苯作为有机材料采取层积法制作的有机薄膜场晶体管的迁移率达成了 cm2/V•s,开关电流比为1×108,这足以和无定形硅薄膜晶体管相媲美。2021年,Bell试验室的等人利用并四苯单晶作有源层,利用双场效应制成有机电注入激光器,在室温下器件的载流子迁移率达成2 cm2/V•s,低温下可达成1×103~1×105 cm2/V•s,开辟了新的有机器件的研究领域。2021年,贝尔试验室的科学家利用高纯的并五苯单晶使载流子迁移率达成 cm2/V•s,开关电流比达成1×109,工作频率达成700 kHz~11 MHz。
  聚合物材料中,六噻吩是现在发觉的迁移率最高的有机材料,利用做有机半导体制作的OTFT中,电子和空穴的迁移率分别达成 cm2/V•s和 cm2/V•s。1994年,利用打印法制备了全聚合物的OTFT,得到的晶体管载流子迁移率达成 cm2/V•s,为OTFT的廉价和大面积制备打下了基础。最近,剑桥大学和爱普生企业利用喷墨打印法,采取因为亲水性和疏水性而产生自组织化特征的聚合物P3HT制成晶体管,器件的电极全部为高分子材料,沟道长度达5~10 mm,载流子迁移率达成~ cm2/V•s,开关电流比达成1×105,工作频率达成250 Hz。这使得有机薄膜场效应晶体管的低成本、批量生产成为可能。现在,器件的载流子迁移率可达成1 cm2/V•s,开关电流比达成1×107。
  OTFT的制作工艺
  从制作方法来区分,OTFT有真空沉淀和溶液处理两种方法。
  真空沉淀技