有机场效应晶体管OFET

有机场效应晶体管（OFET）•基本原理：•主要构思：实验1.器件类型：有机场效应晶体管（OFET）2.器件结构：底栅顶接触（BottomGate、TopContact）衬底：Siwafer50nm(Gatedielectric)硅片经丙酮、异丙醇超声清洗后用UV-ozone照射15min（激活硅片表面）；硅片放入装有二氯甲烷的容器中（浸没），滴上15滴OTS（Octadecyltrichlorosilane_十八烷基三氯硅烷），用铝箔纸密封避光，使其静置6小时（分子自组装修饰基底，使基底呈疏水态）；将硅片取出后用丙酮清洗，之后盖上掩膜板（shadowmask）再次用UV-ozone照射15min（掩膜板遮住的部分为OTS疏水区域，在掩膜板镂空的部分，OTS被UV-ozone打掉，即为亲水区域）——这一步为衬底OTS-patterned；将图案化后的硅片再次用丙酮、乙醇清洗；2SiO1.5cm´1.5cm实验将清洗过后的硅片旋涂(spin-coating)HMDS(hexamethyldisilazane)两次——这一步目的为修饰绝缘层和半导体活性层界面；配制溶液：我们所使用的溶液为浓度为0.2wt%Tips-PEN（有机半导体溶质，全名：6,13-bis(Triisopropyl-silylethynyl)Pentacene）/Anisole（苯甲醚作为溶剂）；半导体层溶液相制备工艺：我们在这里采用“气流辅助快速结晶”的方法，即通过单方向抽气加速溶液小液滴上空空气流动使得溶剂蒸发速率加快，溶液流动状态为层流，而溶质以层状（片状）方式快速结晶。制备顶接触电极：将生长好晶体的硅片盖上掩膜板用真空热蒸镀60nmAu的方法制备源漏电极。0.2wt%Tips-PENAnisole显微镜图片25um25um25um25um25um25um250um250um0.2wt%Tips-PENAnisole显微镜图片器件显微镜图片器件电学性能-40-30-20-10010-0.000006-0.000004-0.0000020.000000IdVd0-5-10-15-20-25-30-351.输出特性曲线（横坐标为源漏电压，纵坐标为源漏电流）器件电学性能1.转移特性曲线0.2wt%Tips-PEN/Anisole，devicemobility=0.12cm2V-1s-1-40-2001E-131E-121E-111E-101E-91E-81E-71E-61E-51E-4VgId-0.00050.00000.00050.00100.00150.00200.00250.00300.00350.0040Id^1/222L=idWCgIV小结•我们运用一个新的工艺（气流辅助快速结晶法）制备出了以层状形式生长的Tips-PEN晶体，同时制作了底栅顶接触的有机场效应晶体管，并得到了良好的场效应现象和器件电学性能（迁移率达到量级）•有机场效应晶体管的制造具有大面积、低成本的优点，未来通过优化工艺条件期望达到更高的迁移率，并向柔性器件的方向发展，可以预见有机材料在未来不仅将超越单晶硅的迁移率，而且有机场效应晶体管将明显拓展无机晶体管的应用范围，在射频标签、传感器、有机激光等领域都有广阔的应用前景。110