垂直式有机薄膜电晶体之研制.PDF

行 年 類 行 年年 行 立 論 理 利 年 年 垂直式有機薄膜電晶體之研製 吳孟奇 清華大學電子工程研究所 (NSC 97-2628-E-007-026-MY2) 摘要 在本計畫中 ，我們延續97 年度的計畫,將p-channel的垂直式有機薄膜電晶體更進一步討論 。在本年度計畫中, 採用較穩定的copper phthalocyanine (CuPc)取代以往的材料 ，雖然以 pentacene 為主動層材料的高電流增益有機 電晶體已經成功地被製造 ，但是在大氣環境下元件的穩定度仍然是個爭議 。基於理解這項原因 ，具有相同結構 以CuPc 為基底的三極體發展不但可以證明元件結構是可以適用於替換各種有機材料而且改善元件的穩定度因。 此 ，以CuPc 為基底具有薄基極金屬可操作在飽和區的有機垂直式三極體可被研究 。用最佳化厚度 0.4nm的 LiF ，元件在基極電流密度為–2.5 mA/cm2 和射極- 集極電壓為–5 V下 ，共射極電流增益為3.63可以被觀察到 。 在傳輸常數( α)趨近於1下 ，在共射極模式下被觀察到的小電流是因為非均勻電流導致電流減少 。以CuPc 為基 底的元件和pentacene 為基底的垂直式三極體比較下 ，由於 CuPc的電洞遷移率較低 ，所以其共射極電流增益也 較小 。架設一個用兩個以 CuPc 基底的Schottky 二極體背對背(back-to-back) 具有不同基極金屬厚度的垂直式有 機三極體特性 ，可以更一步研究薄鋁厚度對元件效果的影響 。在輸出電流電壓特性下 ，垂直有機三極體存在一 個平坦的飽和區 。隨著基極鋁厚度增加而共射極的電流增益變小是因為在鋁金屬上開口孔洞減少導致在基極再 結合(recombination)電流增加所造成 。當集極射極電壓為- –5V和基極電流密度為–2.5 mA/cm2 ，元件鋁厚度為 4.5nm ，共射極的電流增益可達到1.9 。最後 ，我們將此結構進行積體電路的應用，來實現反向器，並且可以量 測到轉換增益 。 前言 : 目 ，藉此來探討電流變化大小和孔洞數目之 有機電子元件的發展已經行之有年 ，相關研究也陸 間的物理意義 。 續在產 、學界逐漸受到注視，形成一個顯學 。然而， (III) 有機熱載子三極體和場效電晶體一樣具有電壓 由於材料和製程方式的限制下 ，始終無法達到低耗損 驅動方式 ，在連接一個電阻器時 ，可以實現 功率的元件 ，所以如何有效提升元件應用性及可行性 電阻式反向器 。當改變電阻器不同的電阻值 是現今刻不容緩的議題 。在本計畫中提出垂直式有機 時 ，電阻器的轉換增益也隨之變化 。在連接 薄膜電晶體有機熱載子三極體 ，由於通道長度可以 適當的電阻值時 ，將可以得到最大的轉換增 有效被縮短 ，材料方面的限制相對也比較小 ，所以為 益。 了克服此缺點，將進行其他有機材料來驗證此結構適 本計畫所用的玻璃都為Corning 1731 所有基板在蒸， 用更多的有機材料 。本計畫為兩年，在第二年計畫 分