Skip navigation

DSpace

機構典藏 DSpace 系統致力於保存各式數位資料(如:文字、圖片、PDF)並使其易於取用。

點此認識 DSpace
DSpace logo
English
中文
  • 瀏覽論文
    • 校院系所
    • 出版年
    • 作者
    • 標題
    • 關鍵字
    • 指導教授
  • 搜尋 TDR
  • 授權 Q&A
    • 我的頁面
    • 接受 E-mail 通知
    • 編輯個人資料
  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 材料科學與工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/42011
標題: 有機薄膜電晶體之高介電常數介電層研究
A Study on High-k Dielectrics of Organic Thin Film Transistors
作者: Chun-Chan Hsiao
蕭君展
指導教授: 蔡豐羽(Feng-Yu Tsai)
關鍵字: 高介電常數,原子層沈積,有機薄膜電晶體,操作電壓,臨限電壓,聚3-己基噻,吩,
high-k,atomic layer deposition (ALD),threshold voltage (Vth),organic thin film transistor (OTFT),poly-3-hexthylthiophene (P3HT),
出版年 : 2008
學位: 碩士
摘要: 本篇研究利用原子層沈積(ALD)技術來成長極薄的高介電常數閘極介電層,以應用於聚3-己基噻吩(P3HT)有機薄膜電晶體,其目標是使元件的操作電壓減至最低,同時避免對場效遷移率(field-effect mobility)及元件開關比(on/off ratio)有不好的影響。我們最佳化了前驅物的暴露條件,以幫助ALD薄膜的成核及覆蓋率。氧化鋁、氧化鉿、氧化鋁-氧化鉿多層結構三種閘極介電層,在厚度小於50奈米的狀況下,皆具有不錯的性質,此厚度也低於目前文獻所報導的最小值。
由於具有高電容值及低漏電流的特性,本篇研究中的三種介電層皆成功地將元件的臨限電壓(Vth)降至3 V以下,與傳統用熱氧化矽當做閘極介電層的控制元件相比(26.7 V),有大幅度的下降。利用厚度10奈米的氧化鋁介電層甚至可以將臨限電壓降低至1.2 V。
雖然ALD高介電介電層有效的降低了Vth,但是由於其高極性所造成的電荷捕獲效應(charge trapping effect),降低了有機薄膜電晶體的場效遷移率。藉由在高介電介電層之表面以十八基三氯矽烷(octadecyltrichlorosilane, OTS)的自組裝層(self-assembled monolayer)做表面處理,具有低極性末端基的OTS可以避免電荷捕獲效應的發生。此自組裝層還可以進一步降低閘極漏電流,使得有機薄膜電晶體之臨限電壓皆下降至2 V以下。
This study uses atomic layer deposition (ALD) to develop ultra-thin high-dielectric-constant (high-k) gate dielectrics for poly-3-hexthylthiophene (P3HT) organic thin film transistors (OTFTs), aiming to minimize the operation voltage of the OTFTs without compromising the field-effect mobility and the on/off ratio. By optimizing the precursor exposure condition to improve the nucleation and coverage of ALD films, we demonstrate that Al2O3 films, HfO2 films and Al2O3/HfO2 alternating laminates can all achieve adequate film quality to function as the gate dielectric at thickness < 50 nm, which is significantly below the minimum thickness of high-k dielectrics previously reported for OTFTs. With high capacitance and low leakage current, all of the three types of ALD high-k dielectrics reduce the threshold voltage (Vth) of OTFT to < 3 V, down from 26.7 V of the control which uses SiO2 as the gate dielectric; the lowest Vth of 1.2 V is achieved with a 10-nm ALD Al2O3 dielectric layer. Although the ALD high-k dielectrics effectively lower the Vth, they also decrease the field-effect mobility of the resultant OTFTs due to the charge trapping effect of their high-polarity end groups. This trade-off is eliminated by modifying the surface of the high-k dielectrics with a self-assembled monolayer (SAM) of octadecyltrichlorosilane (OTS), whose low-polarity end groups prevent charge-trapping interactions with the P3HT layer. The SAM layer also reduces current leakage through the gate, thereby further lowering the Vth of all OTFTs with ALD high-k dielectrics to < 2 V.
URI: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/42011
全文授權: 有償授權
顯示於系所單位:材料科學與工程學系

文件中的檔案:
檔案 大小格式 
ntu-97-1.pdf
  未授權公開取用
3.94 MBAdobe PDF
顯示文件完整紀錄


系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。

社群連結
聯絡資訊
10617臺北市大安區羅斯福路四段1號
No.1 Sec.4, Roosevelt Rd., Taipei, Taiwan, R.O.C. 106
Tel: (02)33662353
Email: ntuetds@ntu.edu.tw
意見箱
相關連結
館藏目錄
國內圖書館整合查詢 MetaCat
臺大學術典藏 NTU Scholars
臺大圖書館數位典藏館
本站聲明
© NTU Library All Rights Reserved