跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.222.218.145) 您好!臺灣時間:2024/03/04 17:05
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:黃國容
論文名稱:P型有機薄膜電晶體之製備與特性研究
論文名稱(外文):Fabrication and Characterization of P-type Organic Thin Film Transistors
指導教授:黃華宗老師
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:材料科學與工程系所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:P型有機薄膜電晶體上接觸式元件下接觸式元件金屬有機氣相沉積系統高介電材料二氧化鉿
外文關鍵詞:OTFTTop-contact deviceBottom-contact devicePentaceneMOCVDHfO2
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:161
  • 評分評分:
  • 下載下載:38
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:2
有機薄膜電晶體獨特的製程特質及表現,使得它們在新興薄膜電晶體的應用上成為最具有競爭性的選擇,例如可以應用在大面積塗布、彈性可撓式結構、低溫製程以及低成本等特殊需求的產品上。本論文研究不僅著重於不同製程所製備之有機薄膜電晶體的電特性比較,並且研究與評估以高介電材料二氧化鉿(HfO2)作為介電層之可行性。首先,我們採用五環素(Pentacene)作為主動半導體層的材料,並以金屬光罩成功製作出有機薄膜電晶體。經由有機薄膜電晶體的電性量測結果比較,上接觸式(Top-contact)元件較下接觸式(Bottom-contact)元件為佳。而第二部份以微影製程技術製作之元件,其載子移動速率最佳,但由於二氧化矽在製程中受到汙染,此元件的電性仍有待進一步改善。最後,本研究以有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)來製作二氧化鉿(HfO2)薄膜,利金屬層-絕緣層-半導體層的結構,量測薄膜之電流-電壓與電容-電壓特性曲線,經由實驗結果計算得到介電值ε約為22.4,然而我們若要成功地製作出元件,仍要降低漏電流的情形。
中文摘要………………………………………………………………….. …...I
英文摘要……………………………………………………………………….II
誌謝…………………………………………………………………………...III
目錄………………………………………………………………………….. IV
圖目錄………………………………………………………………...……...VII
表目錄…………………………………..……………………………...…......XI
第一章、導論………………………………………………….………………..1
1-1、前言…………………………………………………..……………....1
1-2、有機薄膜電晶體(Organic Thin Film Transistor)……........………....1
1-3、Pentacene材料簡介………….………………………………..……..2
1-4、二氧化鉿(HfO2)製備方法…………………………………………3
第二章、文獻與理論回顧……………………………………………………..4
2-1、場效應電晶體…………………….……………….…………………4
2-2、有機薄膜電晶體的基本結構…………………..…………………....5
2-3、P型有機薄膜電晶體之歷年成果…..…………………………….….7
2-4、N型有機半導體……………….……….…….……..………..……..10
2-5、有機材料載子傳導機制……….……….…………..………..……..12
2-5-1、Hopping….…………………………………..……...…........12
IV
2-5-2、The Small Polaron………...…………...…………………….13
2-5-3、Multiple Trapping and Release………………………..……..13
2-6、有機薄膜電晶體的介電材料………………….…………….……..14
2-6-1、電容對電壓曲線(C-V Curve)...…………...……………...…15
2-6-2、電流對電壓曲線(I-V Curve)…..…………………..………..16
2-7、有機薄膜場效電晶體之電學特性………………………..………..16
2-7-1、汲極電流對電壓曲線(ID-VD Curve)..……...….……..……..16
2-7-2、汲極電流對閘極電壓曲線(ID-VG Curve)...…………….…..18
第三章、研究動機…………………………………………………………….20
第四章、實驗部分…………………………………………………………….22
4-1、實驗儀器……………………..……………………………………..22
4-2、實驗藥品及器材…………………………………………………....24
4-3、實驗步驟……………………………………………..……………..26
4-3-1、Bottom-contact元件製作…………….....…………………...26
4-3-2、Top-contact元件製作……………………..………………....28
4-3-3、應用微影製程技術之元件製作……………...……………..30
4-3-4、二氧化鉿介電層製備…………………...…….…………….37
4-4、材料性質測試………………………………………………...….....37
4-4-1、元件電性量測…...……………………...………………..….37 V
4-4-2、介電層電性量測…………………..……...….……………...38
4-4-3、大試片掃描探針顯微鏡(AFM)分析………………………..38
4-4-4、場發射式掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)分析…...………….38
第五章、結果與討論……………………………………………………….…40
5-1、Bottom-contact與Top-contact元件之電性比較…………………..40
5-2、Top-contact元件不同製程條件之電性比較.....................................47
5-3、微影製程元件之檢測成果…………………………………...…….53
5-4、HfO2介電層之電性評估…………………...............……………….59
第六章、結論……………………………………………………………….....68
第七章、參考文獻………………………………………………………….....70
1. Y.Y. Lin, D.J. Gundlach, S.F. Nelson, and T.N. Jackson, IEEE Electron Device Lett., 18(1997), p.606.
2. D.J. Gundlach, Y.Y. Lin, T.N. Jackson, S.F. Nelson, and D.G. Schlom, IEEE Electron Device Lett., 18(1997), p.87.
3. S.F. Nelson, Y.Y. Lin, D.J. Gundlach, and T.N. Jackson, Appl. Phys. Lett., 72(1998), p.1854.
4. D.J. Gundlach, T.N. Jackson, D.G. Schlom, and S.F. Nelson, Appl. Phys. Lett., 74(1999), p.3302.
5. J. Yuan, J. Zhang, J. Wang, X. Yan, and D. Yan, Appl. Phys. Lett., 82(2003), p.3967.
6. Y.Y. Lin, D.J. Gundlach, T.N. Jackson, 54th Device Research Conference Digest, (1996), p.80.
7. J. Wang, D.J. Gundlach, C,C. Kuo, and T.N. Jackson, 41th Electronic Materials Conference Digest, (1999), p.16.
8. C. D. Dimitrakopoulos, D. J. Macaro, IBM J. Res. & Dev., 45(2001), p.11.
9. J.A. Nichols, D.J. Gundlach, and T.N. Jackson, Appl. Phys. Lett., 83(2003), p.2366.
10. J.A. Nichols, D.J. Gundlach, C.D. Sheraw, D.G. Schlom, and T.N. Jackson, Electronic Materials Conference Digest, (2000), p.48.
11. G.D. Wilk, R.M. Wallance, J.M. Anthony, J. Appl. Phys., 89(2001), p.5243.
12. A. Convertino, A. Valentini, T. Liganzo, R. Cingolani, Appl. Phys. Lett., 71(1997), p.732.
13. N. Miyata, M. Ichikawa, T. Nabatame, T. Horikawa, A. Toriumi, Jpn. J. Appl. Phys., 42(2003), p.138.
14. K.J. Choi, W.C. Shin, S.G. Yoon, J. Mater. Res., 18(2003), p.60.
15. D.C. Gilmer, R. Hegde, R. Cotton, R. Carcia, V. Dhandapani, D. Triyoso, D. Roan, A. Franke, R. Rai, L. Prabhu, C. Hobbs, J.M. Grant, L. La, S. Samavedam, B. Taylor, H. Tseng, P. Tobin, Appl. Phys. Lett., 81(2002), p.1288.
16. P.A. Williams, A.C. Jones, N.L. Tobin, P.R. Chalker, S. Taylor, P. Marshall, J.F. Bickley, L.M. Smith, H.O. Davis, G.W. Critchlow, Chem. Vap. Deposition, 9(2003), p.309.
17. O. Renault, D. Samour, D. Rouchon, P. Holliger, A.M. Papon, D. Blin, S. Marthon, Thin Solid Films, 428(2003), p.190.
18. J.F. Conley Jr., Y. Ono, D.J. Tweet, W. Zhuang, J. Appl. Phys., 93(2003), p.712.
19. M. Ritala, M. Leskelä, in Handbook of Thin Film Materials, Vol. 1 (Ed. H.S. Nalva), Academic Press, New York, (2002), p.103.
20. K. Kukli, M.Ritala, J. Sundqvist, J. Aarik, J. Lu, T. Sajavaara, M. Leskelä, A. Hårsta, J. Appl. Phys., 92(2002), p.5698.
21. B.G. Streetman, S. Banerjee, Solid State Eletronic Devices, 5th ed., edited by M.J. Wu, et al., Bookcake, the Taipei, (2001), p.279.
22. A.J. Lovinger, L.J. Rothberg, J. Mater. Res., 11(1996), p.1581.
23. H.E. Katz, J.Mater. Chem., 7(1997), p.369.
24. G. Horowitz, J. Mater. Chem., 9(1999), p.2021.
25. A.R. Brown, C.P. Jarrett, D.M. deLeeuw, M. Matters, Synth. Met., 88(1997), p.37.
26. Z. Bao, J.A. Rogers, H.E. Katz, J. Mater. Chem., 9(1999), p.1895.
27. Z. Bao, Adv. Mater., 12(2000), p.227.
28. M. Pope, C.E. Swenberg, Electronic Process in Organic Crystals and Polymers, 2nd ed., Oxford University Press, Oxford, (1999), p.337-340.
29. C.W. Tang, S.A. Van Slyke, Appl. Phys. Lett. , 51(1987), p.913.
30. J.H. Burroughes, D.D. Brandly, A.R. Brown, R.N. Marks, K. Mackay, R.H. Friend, P.L. Burn, A.B. Holmes, Nature, 349(1990), p.539.
31. F. Ebisawa, T. Kurokawa, S. Nara, J. Appl. Phys., 54(1983), p.3255.
32. K. Kudo, M. Yamashina, T. Moriizumi, Jpn. J. Appl. Phys., 23(1984), p.130.
33. A. Tsumura, H. Koezuka, T. Ando, Appl. Phys. Lett., 49(1986), p.1210.
34. For previously published graghs of device performance vs. year reported see: a) C.D. Dimitrakopoulos, B.K. Furman, T. Graham, S. Hegde, S. Purushothaman, Synth. Met., 92(1998), p.47. b) A. Hellemans, Science, 283(1999), p.771.
35. R.H. Friend, J. Burroughes, T. Shimoda, Phys. World, 12(1999), p.35.
36. S. Forrest, MRS Bull., Feburary(2001), p.108.
37. G. Yu, A.J. Heeger, in Proceedings of 23rd International Conference on the Physics of Semiconductors, Vol. 1 (Eds: M. Scheffler, R. Zimmerman), World Scientific, Singapore, (1996), p.35.
38. Y. Taur, T.H. Ning, Fundamentals of Modern VLSI Devices, Cambridge University Press, Combridge, (1998), p.11.
39. R. Wisnieff, Nature, 394(1998), p.225.
40. J.H. Schön, C. Kloc, B. Batlogg, Org. Electron., 1(2000), p.57.
41. C.D. Dimitrakopoulos, and P.R.L. Malenfant, Adv. Mater., 14(2002), p.99.
42. D.M. de Leeuw, M.M.J. Simenon, A.R. Brown, R.E.F. Einerhand, Synth. Met., 87(1997), p.53.
43. G. Horowitz, Adv. Mater., 10(1998), p.365.
44. W.R. Salaneck, S. Stafström, J.L. Brédas, Conjugated Polymer Surface and Interfaces, Cambridge University Press, Cambridge, (1996).
45. P.G. Le Comber, W.E. Spear, Phys. Rev. Lett., 25(1970), p.509.
46. 吳朗,電子陶瓷,全欣科技圖書,台北市,民國83年。
47. C.D. Dimitrakopoulos and P.R.L. Malenfant, Adv. Mater., 14(2002), p.99.
48. L. Kosbar, C.D. Dimitrakopoulos, D.J. Mascaro, Mater. Res. Soc. Symp. Proc., (2001), p.665.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊