并五苯有机薄膜晶体管电学性能研究

制作了以并五苯为半导体有源层材料的有机薄膜晶体管。用热氧化的方法制备了一层230nm的二氧化硅栅绝缘层并用原子力显微镜(AFM)分析了表面形貌。研究了器件的电学性能,得到的并五苯有机薄膜晶体管器件载流子迁移率为8.9×10-3cm2/V.s,器件的阈值电压和开关电流比分别为-8.2V和1.0×104。     

CuPc有机薄膜晶体管稳定性研究

以酞菁铜为有源层,二氧化硅为绝缘层,钛/金作为电极,制作了沟道宽长比为6 000/10的有机薄膜晶体管。通过比较在不同时期器件在空气环境中的电学特性,分析了环境对器件电学性能的影响。结果表明,在其他条件不变的情况下,当器件置于空气中时,其载流子的浓度和体电导率逐渐增大,迁移率几乎不受影响;相同栅极电压下器件达到饱和状态所需的源漏电压增大,线性区向饱和区推进;阈值电压减小,在栅极电压为0时,界面处逐渐形成导电沟道,器件从增强型向耗尽型转变。     

具有双绝缘层的有机薄膜晶体管

为了提高SiO2单绝缘层器件的性能,在SiO2绝缘层的表面用旋涂的方法制备一层大约50 nm厚度的PMMA.实验结果表明用无机/有机双绝缘层可以有效的提高器件的性能同时降低器件的漏电流.计算出了载流子迁移率和开关电流比,基于PMMA/SiO2双绝缘层器件的载流子迁移率和开关电流比分别是4.0×10-3cm2/Vs和104.     

溶液法制程对有机薄膜晶体管性能影响的研究

基于新型的聚合物绝缘材料和半导体材料,采用溶液法旋涂工艺制作有机薄膜晶体管,通过优化聚合物半导体材料的溶剂、旋涂速度、退火温度等条件,提高有机薄膜晶体管的器件性能。结果表明,不同溶剂溶解半导体对制成的有机薄膜晶体管的迁移率影响明显;半导体层旋涂速度过慢和退火温度过低都会降低有机薄膜晶体管的性能。当采用1,2,4-三氯苯(TCB)作为半导体溶剂,旋涂速度为3 000r/min,后烘温度为190℃时,有机薄膜晶体管的迁移率可以达到约0.5cm2·V-1·s-1,亚阈值摆幅降至约0.6V/dec,开关比大于106。     

多晶硅超薄沟道薄膜晶体管研制

提出了一种新结构的低温多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT).该poly-Si TFT由一超薄的沟道区和厚的源漏区组成.超薄沟道区可有效降低沟道内陷阱密度,而厚源漏区能保证良好的源漏接触和低的寄生电阻.沟道区和源漏区通过一低掺杂的交叠区相连接.该交叠区使得在较高偏置时,靠近漏端的沟道区电力线能充分发散,导致电场峰值显著降低.模拟结果显示该TFT漏电场峰值仅是常规TFT的一半.实验结果表明该TFT能获得好的电流饱和特性和高的击穿电压.而且,与常规器件相比,该TFT的通态电流增加了两倍,而最小关态电流减少了3.5倍     

有机薄膜晶体管阈值电压漂移现象的研究

研究了有机薄膜晶体管(Oganic thin film transistor，OTFT)的阈值电压漂移与栅偏置电压和偏置时间的关系、不同栅绝缘膜对OTFT阈值电压漂移的影响以及不同栅绝缘膜MIS结构的C-V特性。结果发现．栅偏置电压引起了OTFT转移特性曲线的平移而场效应迁移率(μFE)和亚阈值陡度(△S)不变；阈值电压漂移的量与偏置时间的对数呈线性关系。还发现阈值电压漂移量与栅绝缘膜绝缘性能有关，绝缘性能好的绝缘膜(如SiO2)器件阈值电压漂移量小．绝缘性能差的绝缘膜(如TaOx)器件阈值电压漂移量大。认为有机晶体管阈值电压漂移是由沟道载流子以直接隧穿方式进入栅绝缘膜内的陷阱造成的。     

多晶硅超薄沟道薄膜晶体管研制

提出了一种新结构的低温多晶硅薄膜晶体管 ( poly- Si TFT) .该 poly- Si TFT由一超薄的沟道区和厚的源漏区组成 .超薄沟道区可有效降低沟道内陷阱密度 ,而厚源漏区能保证良好的源漏接触和低的寄生电阻 .沟道区和源漏区通过一低掺杂的交叠区相连接 .该交叠区使得在较高偏置时 ,靠近漏端的沟道区电力线能充分发散 ,导致电场峰值显著降低 .模拟结果显示该TFT漏电场峰值仅是常规 TFT的一半 .实验结果表明该 TFT能获得好的电流饱和特性和高的击穿电压 .而且 ,与常规器件相比 ,该 TFT的通态电流增加了两倍 ,而最小关态电流减少了3.5倍 .     

碳化硅MOSFET反型沟道迁移率的研究

SiC MOSFET是制作高速、低功耗开关功率器件的理想材料，然而，制作反型沟道迁移率较高的SiC MOSFET工艺尚未取得满意结果。通过在N0中高温退火可以显著地提高4H—SiC MOSFET的有效沟道迁移率；采用H2中退火制作的4H—SiC MOSFET阈值电压为3．1V，反型沟道迁移率高于100cm^2／Vs的栅压的安全工作区较宽。N20退火技术由于其的安全性而发展迅速并将取代N0。     

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5.0×10-5 cm2/(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.     

绝缘层/有源层界面修饰及对有机薄膜晶体管性能的影响

制备了具有修饰层的有机薄膜场效应晶体管,采用高掺杂Si作为栅极,传统的无机绝缘材料SiO2作为栅绝缘层,有机绝缘材料PMMA或OTS作为修饰层,CuPc作为有源层,Au作为源、漏极.测试结果表明,采用经过修饰的栅绝缘层SiO2/OTS和SiO2/PMMA的两种器件的开关电流比最高可达8×104,迁移率最高为1.22×10-3cm2/(V·s),而漏电流仅为10-10A,总体性能优于单层SiO2器件.     

宽度比对组合沟道结构牺牲层腐蚀特性的影响

对宽度比对组合沟道结构的牺牲层腐蚀特性的影响进行了研究.从理论和实验两个方面,对不同宽度比的腐蚀特性进行了比较.结果表明,宽度比对窄-宽组合结构和宽-窄组合结构的影响不同.对于窄-宽组合结构,腐蚀过程不仅与宽度比有关,而且与沟道宽度有关.对于宽度比相同的结构,每个阶段的腐蚀速率和腐蚀前端浓度非常接近,每个阶段的腐蚀时间却随沟道宽度的增加而增长.但是,如果宽沟道的长度比较长,总的腐蚀时间非常接近.对于宽-窄组合沟道结构,如果宽度比相同,则包括所需腐蚀时间在内的所有过程完全相同.每个阶段结束时的腐蚀速率和腐蚀前端的浓度随着宽度比的增大而增大,但是总的腐蚀时间随宽度比的增大而下降.     

宽度比对组合沟道结构牺牲层腐蚀特性的影响

对宽度比对组合沟道结构的牺牲层腐蚀特性的影响进行了研究.从理论和实验两个方面,对不同宽度比的腐蚀特性进行了比较.结果表明,宽度比对窄-宽组合结构和宽-窄组合结构的影响不同.对于窄-宽组合结构,腐蚀过程不仅与宽度比有关,而且与沟道宽度有关.对于宽度比相同的结构,每个阶段的腐蚀速率和腐蚀前端浓度非常接近,每个阶段的腐蚀时间却随沟道宽度的增加而增长.但是,如果宽沟道的长度比较长,总的腐蚀时间非常接近.对于宽-窄组合沟道结构,如果宽度比相同,则包括所需腐蚀时间在内的所有过程完全相同.每个阶段结束时的腐蚀速率和腐蚀前端的浓度随着宽度比的增大而增大,但是总的腐蚀时间随宽度比的增大而下降.     

ZnO基薄膜晶体管的研究

ZnO是一种宽带隙的光电半导体材料,能应用于很多领域,如可用在压敏变阻器、声表面波器件、气敏元件、紫外光探测等。ZnO也可以作为有源层应用于薄膜晶体管(TFT)中。ZnO基薄膜晶体管具有以下突出优势:对于可见光部分平均具有80%以上的透射率,迁移率可以高达36cm2/V·s,开/关电流比大于106,可在较低温度(甚至室温)下制备。基于这些优点,ZnOTFT具有取代有源矩阵液晶显示器中常规a-SiTFT的趋势。同时对ZnOTFT的研究也推动了透明电子学的发展。本文阐述了ZnOTFT优越的电学性能,指出了其目前尚存在的不足,并对其发展前景进行了展望。     

半导体碳纳米管的长度分选及其薄膜晶体管性能研究

半导体型碳纳米管薄膜的高质量制备及其优化对于碳纳米管基电子器件具有重要意义.其中半导体型碳纳米管的长度是影响薄膜质量的重要因素之一.文章通过聚[9-(1-辛酰基)-9H-咔唑-2,7-二基](PCz)成功制备了高纯度半导体型碳纳米管溶液,经过循环沉积工艺,高效地降低了分散液中的短碳管含量,有效地提升了半导体型碳纳米管的平均长度,在此基础上通过标准工艺成功制备了高性能碳纳米管薄膜晶体管.结果显示,优化后的长碳纳米管溶液制备的薄膜晶体管具有优异的电学性能,其开关比高达107,迁移率高达34 cm2·V-1·s-1,比相应的短管性能提升了 3倍.     

非晶氧化物半导体薄膜晶体管沟道层的研究进展

薄膜晶体管(TFT)作为开关元件广泛应用于平板显示领域,沟道层材料的选择直接影响了TFT的性能.近年来,基于非晶氧化物半导体(AOS)沟道层材料的TFT已成为具有潜力替代传统硅材料(非晶硅或多晶硅)沟道层TFT的新一代技术,有望应用于超大屏显示、3D显示、柔性显示以及透明显示等新一代显示领域.综述了AOS TFT沟道层的研究进展,重点介绍了AOS TFT用AOS沟道层在材料体系、成膜技术、薄膜的后续处理工艺、材料体系中各元素含量以及掺杂等方面的研究成果,并分析了AOS沟道层对AOS TFT性能的影响以及存在的问题,对AOS TFT的未来发展趋势进行了预测和展望.     

氩氧比对磁控溅射梯度AZO薄膜光电性能的影响

采用磁控溅射法在单晶硅和石英玻璃衬底上制备梯度铝掺杂的氧化锌(AZO)薄膜。利用X线衍射(XRD)、霍尔效应测试和紫外可见光分度计等研究了不同氩氧比(体积比)对梯度AZO薄膜结构和光电性能的影响。结果表明,氩氧比可以改善薄膜的结晶质量,且对电学性能的影响较大。随着氩氧比的增加,晶粒尺寸减小,结晶度稍有下降,薄膜的电阻率却显著降低,当氩氧比为1∶0时,薄膜具有最低的电阻率为6.85×10~(-4)Ω·cm。此外,所有的梯度AZO薄膜在可见光区的透过率均达到80%。