学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

有机薄膜晶体管的制备、表征与电路设计

作　者: 崔晴宇
导　师: 郭小军
学　校: 上海交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: 薄膜晶体管 有机电子 柔性电子 有机存储器 噪声容限
分类号: TN321.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 137次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


凭借其柔性应用、大面积制备等优势,有机薄膜晶体管在近年来得到了广泛的关注。针对有机薄膜晶体管向集成应用的发展,需要综合新型材料、基本器件以及电路设计等多个层面的研究予以推动。本论文以此为目的进行了大量的研究工作,主要分为以下三个方面：在新型半导体材料方面,对稠环苯并噻吩BDNT以及苯并二噻吩DTBT系列有机半导体材料的性能进行了评估。以硅片为衬底,十八烷基三氯硅烷(OTS)修饰的二氧化硅(Si02)作为栅绝缘层制备的晶体管器件表现出良好的性能。利用两阶段衬底变温的薄膜沉积技术优化了器件性能,BDNT材料场效应迁移率达到1.75 cm2/Vs, DTBTE材料场效应迁移率可达到0.50 cm2/Vs。以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为衬底,OTS修饰聚合物介电材料聚丙烯腈(PAN)上的聚甲基倍半硅氧烷(PMSQ)为栅绝缘层制备的绝大部分器件迁移率可以达到0.15 cm2/Vs-0.5 cm2/Vs。进一步对柔性有机薄膜晶体管器件开展了研究。利用聚苯乙烯(PS)与聚丙烯腈双层聚合物作为栅绝缘层制备了并五苯有机薄膜晶体管器件。实验结果表明PS修饰PAN可以使并五苯有机薄膜晶体管的迁移率从0.013 cm2/Vs提升到0.55 cm2/Vs。器件开关测试与机械弯曲测试也显示出了不错的性能,显示了其应用于柔性电子的潜力。对这种柔性有机薄膜晶体管器件,在光辅助电荷存储机理的作用下,实现了比较有效的多位存储效果。对相关的物理机制进行了详细讨论。在有机薄膜晶体管的电路设计方面,对全P型反相器电路的噪声容限进行了探讨,推导出一个简化的噪声容限分析模型。这个模型建立起噪声容限与电学参数以及设计参数间的关系。针对Zero-VGS load与Dual-Vth两种单级型反相器电路,模型得到的结果与Hspice仿真验证的结果都有很好的吻合,证明了这个模型的准确性。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
符号说明  10-11
第一章 绪论  11-31
  1.1 有机电子的发展现状  11-13
    1.1.1 有机电子的具体应用  12-13
    1.1.2 有机薄膜晶体管在有机电子中的意义  13
  1.2 有机薄膜晶体管的结构及工作原理  13-18
    1.2.1 有机薄膜晶体管器件结构  13-14
    1.2.2 有机薄膜晶体管的分类与工作原理  14-15
    1.2.3 有机薄膜晶体管的电学性能参数  15
    1.2.4 有机薄膜晶体管的电流方程  15-18
  1.3 有机薄膜晶体管的组成材料  18-23
    1.3.1 有机半导体材料  18-20
    1.3.2 绝缘层材料  20-22
    1.3.3 电极材料  22-23
  1.4 有机薄膜晶体管的制备  23-26
    1.4.1 旋涂制备技术  23
    1.4.2 喷墨打印技术  23-25
    1.4.3 纳米压印技术  25-26
    1.4.4 真空蒸镀沉积  26
  1.5 非易失性有机薄膜晶体管存储器  26-28
    1.5.1 浮栅型有机晶体管存储器  26-27
    1.5.2 铁电型有机晶体管存储器  27-28
    1.5.3 基于聚合物绝缘层的有机薄膜晶体管存储器  28
  1.6 有机薄膜晶体管的电路设计以及应用  28-29
  1.7 本课题研究的目的及其意义  29
  1.8 本文的组织结构以及章节编排  29-31
第二章 新型有机半导体材料薄膜晶体管的性能表征  31-41
  2.1 引言  31
  2.2 稠环苯并噻吩BDNT有机薄膜晶体管的器件性能表征  31-37
    2.2.2 基于硅片的BDNT有机薄膜晶体管器件的制备  32
    2.2.3 不同衬底温度下BDNT有机薄膜形貌与器件性能  32-35
    2.2.4 基于聚合物绝缘层的BDNT有机薄膜晶体管的制备与性能分析  35-37
  2.3 苯并二噻吩DTBT系列有机薄膜晶体管的器件性能表征  37-39
    2.3.2 基于硅片的DTBT系列有机薄膜晶体管器件的制备  37
    2.3.3 不同衬底温度下DTBT系列有机薄膜形貌与器件性能  37-38
    2.3.4 基于聚合物绝缘层的DTBT系列有机薄膜晶体管的制备与性能分析  38-39
  2.4 本章小结  39-41
第三章 柔性有机薄膜晶体管的制备与表征  41-47
  3.1 引言  41
  3.2 柔性有机薄膜晶体管的器件结构与制备过程  41-42
    3.2.1 柔性有机薄膜晶体管器件结构  41-42
    3.2.2 柔性有机薄膜晶体管的制备过程  42
  3.3 PS修饰层对器件性能的改进  42-44
  3.4 柔性有机薄膜晶体管器件开关性能测试  44-45
  3.5 柔性有机薄膜晶体管器件机械弯曲测试  45-46
  3.6 本章小结  46-47
第四章 柔性有机薄膜晶体管电荷存储性能的表征  47-57
  4.1 引言  47
  4.2 器件结构与制备  47-48
  4.3 绝缘层电荷存储与阈值电压的关系  48-49
  4.4 光辅助电荷存储性能与机理分析  49-52
    4.4.1 器件对空穴的存储能力  49
    4.4.2 器件对电子的存储能力  49-51
    4.4.3 器件电子存储能力的机理解释  51-52
  4.5 电荷存储状态下机械弯曲测试结果  52-53
  4.6 热辅助电荷擦除性能与机理分析  53-55
  4.7 本章小结  55-57
第五章 有机薄膜晶体管反相器噪声容限优化模型及电路设计  57-69
  5.1 引言  57
  5.2 有机薄膜晶体管反相器  57-59
  5.3 噪声容限的意义以及定义  59-60
    5.3.1 不同噪声容限下反相器可靠性  59-60
    5.3.2 噪声容限的定义  60
  5.4 简化噪声容限模型公式推导  60-65
    5.4.1 晶体管工作电流与反相器工作区域  60-62
    5.4.2 简化噪声模型公式推导  62-63
    5.4.3 器件设计参数N的取值  63-64
    5.4.4 驱动管与负载管阈值电压的最优选择  64-65
    5.4.5 简化噪声模型归一化结果  65
  5.5 单阈值电压噪声容限模型以及仿真验证  65-66
  5.6 双阈值电压噪声容限模型以及仿真验证  66-68
  5.7 本章小结  68-69
第六章 结论以及下一步工作  69-71
参考文献  71-75
致谢  75-77
学术论文和科研成果目录  77-79
上海交通大学硕士学位论文答辩决议书  79-81

相似论文

  1. 非晶硅薄膜晶体管在栅漏电应力下的退化研究,TN321.5
  2. 高效率有机电致发光器件（OLED）的制备与研究,TN383.1
  3. 氧化锌薄膜晶体管的制备与研究,TN321.5
  4. 65nm工艺高性能SRAM的研究与实现,TP333
  5. 多晶硅薄膜晶体管的衬底端表征方法研究,TN321.5
  6. 流水线ADC的系统建模与架构设计,TN792
  7. 基于力学加载的柔性电子弯曲疲劳试验机的研制,TN406
  8. 基于对吡咯施主—受主型共轭聚合物有机电子器件研究,TN15
  9. TFT LCD RGB显示模组的设计与测试,TN873.93
  10. 柔性微图形复制技术的研究,R318.0
  11. 酞菁类光电功能材料的制备和性能研究,O621.3
  12. 有机小分子及微晶硅薄膜晶体管研究,TN321.5
  13. 有机薄膜晶体管制备和性能研究,TN321.5
  14. 新型有机电子给体和场效应晶体管半导体功能材料的设计、合成及性能研究,O621.1
  15. 有机薄膜晶体管绝缘层材料的合成、表征与应用,TN321.5
  16. 固态阴极射线发光亮度的提高及界面结构的研究,O462
  17. 有机薄膜晶体管及微腔顶发射有机发光器件的研究,TB383.2
  18. 基于指数陷阱态密度的薄膜晶体管的解析模型,TN321.5
  19. TFT-LCD源极驱动芯片中关键模拟模块的研究与设计,TN873.93
  20. P3HT有机薄膜晶体管的制备与研究,TN321.5

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 半导体三极管（晶体管） > 晶体管：按工艺分 > 薄膜晶体管
© 2012 www.xueweilunwen.com