熱電子有機高分子電晶體

Abstract

在有機電晶體的領域中，目前仍然偏重於MOS結構的場效薄膜電晶體，然而在這樣的結構下，載子的通道(即源極與汲極間的距離)必須用黃光微影的方式去定義出來，雖然做到微米等級的尺寸，在製程上並沒有太大的困難，但是因為有機高分子的載子遷移率並不高，如果要獲得較大的電流密度，則必須將通道的尺寸縮小至奈米等級，這不僅需要龐大的經費購買器材，在製程上也有很高的困難度。 本論文主要是利用有機高分子材料製作垂直式電晶體，將兩個二極體反向相接，射極注入的熱載子在超薄的金屬基極中傳輸，再被集極接收，則載子的通道尺寸可由蒸鍍的金屬厚度決定，可以輕易的做到奈米尺寸，具有製程簡單且成本低廉的優點。 垂直式有機電晶體的結構為以玻璃為基板，ITO薄膜為集極電極，以旋轉塗佈的方式，成長P3HT作為集極(Collector)，接著蒸鍍上很薄的鋁(Al)當作基極(Base)，再旋轉塗佈PVK成為射極(Emitter)，最後再蒸鍍金(Au)為射極電極，完成PVK(E)-Al(B)-P3HT(C)的半導體-金屬-半導體的SMS結構電晶體。 我們實驗室成功做出了第一個高分子-金屬-高分子電晶體，在共射極(Common Emitter)主動模式(Active mode)的操作下具有調變作用，而且當基極電流IB為-2×10-7A，集極電壓-10V時，集極電流IC=-1.417×10-6A，共射極電流增益β=7.08。