PEDOT第十章第九节 PEDOT在有机场效应晶体管的应用.pdf

10.9有机场效应晶体管 10.9.1引言 利用大面积、低成本印刷技术在柔性基板上制造的电子电路前景广阔。推动了新材料与新的沉 OFET 积技术的开发与建立。预测有机场效应晶体管 （ ）未来将应用于射频识别标签，电泳显示器 的有源矩阵背板和低成本传感器。OFET 的工作原理也进行了详细概述[338-340]。图 10.51描绘了 底部电极设置了几何形状的 OFET 的横截面。 10.51 p 在如图 所示的有机 型半导体，其空穴的迁移率比电子的迁移率大得多。当在栅电极处 Si MOS-FET UD 施加负偏压时，介电层界面处的有机层变成导电的。如在 基 中，当在源极和漏极 （ ） ID UG 之间施加偏压时，漏极电流 （ ）可以由栅极电势 （ ）控制。 p [341] [342] 用于 型半导体的最优材料是并五苯 或低聚噻吩 。两者一般利用真空升华进行沉积。 3- - [343] TIPS- [341] 为了降低生产成本，可以从溶液如聚 （烷基 噻吩） 或 并五苯 溶液进行处理的材料 受到广泛的关注。 具有高电荷载流子迁移率的半导体对于实现器件中的低驱动电压，高转换速度和高整流比是十 分必要的。也就是说，介电层和合适的的电极据定了 OFET 的性能。电极的几何形状，特别是源极 L 和漏极之间的通道长度 （）对驱动电压和转换速度具有直接影响。并且要求其通道长度应当尽可 能的短。此外，与通道电阻相比，从源电极进入到半导体中是非常重要的。并且要求接触电阻应该 尽可能低，以防止电压下降[345]。 PEDOT PSS OFET ： 在 中主要用作印刷电极。然而，也有报道采用导电聚合物作为夹层来改善 电荷注入，或者用作活性层。 257 图 10.51具有底部几何形状电极的OFET 的横截面。当在栅极电极处施加负偏压时，在p 型半导体和电介质层 之间的界面处产生导电通道。 10.9.2PEDOT：PSS作为电极 OFET 中源极，漏极和栅极的金属电极通常利用光刻蚀刻或利用阴影掩模蒸发金属来沉积，以 获得尺寸为微米级的小图案。然而，为了降低制造成本，需要找到更简单的沉积手段。直接将材料 印刷到基底上被认为是最可靠的方法。 PEDOT PSS 导电聚合物 ： 是基于溶液的，并且可以通过如下所概述的各种印刷技术沉积作为 OFET 中的电极。利用丝网印刷技术可以将 PEDOT:PSS沉积作为栅极电极[346]。限于 屏幕的粗糙, 度，图案的分辨率限定在约 100μm。 Sirringhaus PEDOT PSS 等人通过喷墨印刷沉积提出了具有 ： 电极的全聚合物晶体管的概念。 如图 10.52.347所示，得到了L 5μm 的通道长度。首先在衬底上沉积利用光刻技术形成的聚酰亚 PEDOT PSS 胺结构，保证了喷墨印刷的 ： 线在该低尺寸下实现分离。 258 图 10.52 （a）高分辨率喷墨印刷 （IJP）在预图案化基材上的示意图。 （b）AFM显示喷墨印刷的PEDOT：PSS源 极和漏极电极的精确对准，其通过 L 5μm 的排斥性聚酰亚胺 （PI）线分开。 （c）具有 F8T2半导体层 （S