金屬氧化物修飾層於有機薄膜電晶體應用之研究

Abstract

本論文探討以五環素(pentacene)為主動層的有機薄膜電晶體中，有機層與源極/汲極的接觸效應，並且以提升元件效能為目的，研究電極修飾層對元件的效果。首先我們以幾種不同導電材料作為有機薄膜電晶體的源極與汲極，並製作元件研究電極功函數的差異對電性結果的影響。之後再於原電極與五環素主動層之間加入過渡金屬氧化物作為修飾層，和未經修飾的元件作比較。我們得到了在加入過渡金屬氧化物後的元件就算搭配低功函數的金屬也能得到高效能。這是由於加入的氧化金屬於pentacene表面形成保護層，避免了金屬電極於沉積時對pentacene直接的造成破壞。此外氧化金屬在熱蒸鍍期間，也會形成不同氧化數的氧化金屬形成摻雜，使得氧化金屬層有如摻雜的半導體，因此載子自金屬注入氧化金屬層的效果也隨著摻雜濃度而改變。 我們調變不同厚度的過渡金屬氧化物，並且得到在該製程條件下使元件最佳化的厚度。由於接面電阻與通道長度的改變無關，故可以利用線性區電流電壓和通道長度的關係，來萃取出接面電阻的部份。並且證明了加入氧化金屬的元件得到效能提升是由於接觸電阻在經過修飾後有效的下降了。最後我們量測元件照光後特性的改變，以及持續偏壓下得到元件電性的衰減來探討有機薄膜電晶體可能受到環境所影響的程度。