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PLASMA等离子处理在有机场效应晶体管(OFET)制备中的使用

发布日期:2021-03-26 17:11 来源:http://www.dtechbiz.com 点击:


  PLASMA等离子处理在有机场效应晶体管(OFET)制备中的使用
   有机场效应晶体管(OFETS)是一种有源器材,能够经过改动栅极电压来改动半导体层的导电才能,然后操控经过源漏电极的电流。作为电路中的根本单元,有机场效应晶体管具有功耗低、阻抗高、柔性、低成本、可大面积生产等优势,得到了广泛关注并获得长足的发展。它的组成元器材首要包含电极、有机半导体、绝缘层和衬底,它们对OFET的功能有着非常重要的影响。电极、有机半导体、绝缘层和衬底部分都能够经过PLASMA等离子处理,提高资料的功能。
   一、衬底资料 ——PLASMA等离子处理,去除衬底外表杂质,进步外表活性
   衬底一般在晶体管的底层,在器材中首要起着支撑的作用。包含资料:玻璃、硅片、石英、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯萘(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯(PET)等可用作OFET的衬底资料。无机衬底具有熔点高,外表润滑等长处,比如玻璃,硅片和石英。聚合物衬底尽管外表粗糙,但这些资料的突出长处是柔性可曲折,比如聚乙烯萘(PEN),聚乙烯(PET)。在准备阶段,需要对衬底资料进行PLSAMA等离子处理,去除衬底外表杂质,进步外表活性,可选用善准VP-S/VP-R/VP-Q系列来处理衬底资料。
   二、电极资料——PLASMA等离子处理,进步功函数
   电极是有机场效应晶体管(OFET)中另一个重要的组成部分。在有机半导体/电极界面处,一般认为当界面势垒高度△E<0.4eV时,电极与有机半导体层之间能构成欧姆触摸,关于P型OFET,较高已占轨道(HOMO)能级处于-4.9eV到-5.5eV之间,需选用功函数较高的资料,常用的有Au(-4.8eV-5.1eV)和ITO(-5.1eV)。一般的ITO的功函数偏低,需要进步功函数,因而能够使用善准13.56MHz频率VP-R3等离子处理仪来进步ITO的功函数。
   三、绝缘层资料—— PLASMA等离子润饰二氧化硅外表,进步相容性
   在器材作业时,电荷首要在半导体与绝缘层界面上积累并传输,为保证栅电极与有机半导体间的栅极漏电流较小,要求绝缘层资料具有较高的电阻,亦即要求具有很好的绝缘性。现在常用的绝缘层资料首要是无机绝缘层资料,如无机氧化物,其间二氧化硅是有机场效应晶体管中普遍选用的绝缘层,但由于二氧化硅的外表存在一定的缺陷,加上它与有机半导体资料的相容性较差。因而需要用等离子处理对二氧化硅外表进行润饰,经试验可知频率13.56MHz的VP-R系列处理作用建议。
   四、有机半导体资料—— PLASMA等离子活化和改性处理,进步迁移率
   现在,有机半导体资料首要分为小分子及聚合物两大类。从沟道载流子视点区分,有机半导体可分为P型半导体和N型半导体。P型半导体中多数载流子为空穴,N型半导体中多数载流子为电子。P型半导体除了必需的稳定性外,还要具有以下几个条件:(1)HOMO 能级较高,有利于和电极构成欧姆触摸,以便空穴顺畅注入;(2)具有较强的给电子才能。常用资料包含:稠环芳香烃,如并五苯(Pentacene)、红荧烯(Rubrene);聚合物,如聚(3-己基噻吩)(P3HT),能够经过等离子处理对有机半导体进行活化和改性。同时,经过等离子润饰的绝缘层外表,有利于有机资料沉积更均一性,更平整,这样大大进步了器材的迁移率,进步器材的功能,经过测试善准VP-R和VP-Q系列对有机半导体活化和改性作用显着,能很好地提高资料的功能。
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