原子状水素処理による有機薄膜トランジスタの特牲向上

通过原子氢处理改善有机薄膜晶体管的特性

• 批准号: 18850020
• 负责人: 部家 彰
• 金额: $ 1.78万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18850020/
• 关键词: 原子状水素; 表面改質; 表面自由エネルギー; 有機薄膜トランジスタ; 表面自由エネルギ

加熱触媒体線で分解・生成した原子状水素をゲート絶縁膜に吹き付ける「原子状水素アニール(AHA)処理」を行うことで、絶縁膜の表面改質を行い、その上に形成されるペンタセン膜の膜質を変化させるとともに、有機薄膜トランジスタの特性を向上させることを試みた。AHA処理(触媒体温度1500℃)によりゲート絶縁膜(siO_2)表面の還元反応が起こり、SiO_2の表面エネルギーが42dyne/cmから39dyne/cmに変化した。また、AHA処理によりペンタセン膜の結晶粒径は増加しなかったが、I_<on/_off>が1桁向上し、閾値電圧も65Vから16Vに減少した。これは原子状水素によりSiO_2膜/Si基板界面付近の負電荷が除去されたためであると考えられる。また、触媒体温度1800℃でAHA処理した場合、触媒体材料のWがSiO_2表面に付着し、SiO_2の表面エネルギーは45dyne/cmであった。このようなSiO_2上に形成したペンタセン膜の結晶粒径は未処理に比べ、50%に減少した。また、TFTのキャリア移動度も50%に減少した。以上のことからWが混入しない条件でAHA処理を行うことで、有機TFTの特性を向上させることができ、有機半導体/絶縁体界面の特性改善法として有効であることが明らかとなった。

通过执行“原子氢退火(AHA)处理”，其中将由加热的催化剂线分解和产生的原子氢喷射到栅极绝缘膜上，对绝缘膜的表面进行改性，并在其顶部形成并五苯膜我们试图通过改变薄膜质量来改善有机薄膜晶体管的特性。 AHA处理(催化剂温度1500℃)在栅极绝缘膜(SiO_2)表面引起还原反应,SiO_2表面能由42dyne/cm变为39dyne/cm。此外，虽然并五苯薄膜的晶粒尺寸并未由于AHA处理而增加，但I_<on/_off>提高了一个数量级，并且阈值电压从65V降低至16V。这被认为是由于原子氢去除了SiO_2膜/Si衬底界面附近的负电荷。此外，当在1800℃的催化剂温度下进行AHA处理时，催化剂材料W附着于SiO_2表面，且SiO_2的表面能为45达因/厘米。与未处理的膜相比，在这种SiO_2上形成的并五苯膜的晶粒尺寸减小至50％。此外，TFT的载流子迁移率也降低至50%。由上可知，通过在不混入W的条件下进行AHA处理，能够提高有机TFT的特性，作为提高有机半导体/绝缘体界面的特性的方法是有效的。

项目成果

加熱触媒体線上で生成した原子状水素を用いたプラスチック基板の表面処理

使用加热催化剂丝上产生的原子氢对塑料基材进行表面处理

• 发表时间: 2007
• 作者: 部家 彰

原子状水素アニール処理により改質したPEN基板の分光エリプソメトリによる評価

使用光谱椭圆光度法评估原子氢退火改性的 PEN 衬底

• 发表时间: 2008
• 作者: 部家 彰

原子状水素アニール処理によるペンタセン/ゲート絶縁膜界面特性の向上

通过原子氢退火处理改善并五苯/栅绝缘膜界面性能

• 发表时间: 2008
• 作者: 佐藤 真彦

原子状水素アニールによる無機膜とプラスチック基板との密着性の改善

通过原子氢退火提高无机薄膜与塑料基材之间的附着力

• 发表时间: 2007
• 作者: 佐藤 真彦

原子状水素を利用したプラスチック基板の表面改質

利用原子氢对塑料基材进行表面改性

• 发表时间: 2008
• 作者: 部家 彰