论文部分内容阅读
过去的几十年中，聚合物有机绝缘材料的应用引起了广泛的关注，越来越多的研究者注意到：选择合适的有机绝缘材料对OTFT性能好坏的起到至关重要的作用。目前，国内外对PVP绝缘膜的关注多集中于以交联PVP为绝缘层的OTFT器件的电学性能改进，而PVP绝缘层的陷阱密度、漏电机理等方面却鲜有涉及。未交联的PVP聚合物材料制备的绝缘膜表面平整度差，界面陷阱电荷多，在电学特性测试中往往具有较大的漏电流以及特性曲线的畸变进而影响到整个OTFT的性能。而经过交联反应之后的交联PVP膜与PVP聚合物膜相比，具有更加良好的绝缘性能。本文利用溶液旋涂的方法，在不同工艺条件下制备了交联PVP绝缘膜，并通过C-V特性、V-t特性以及J-V特性等研究了交联PVP绝缘膜的绝缘性能，探讨了绝缘膜中陷阱密度与工艺条件的关系以及绝缘膜的漏电机制。本文的研究主要包括以下部分：1.通过研究不同交联剂质量百分数的PVP溶液制成的绝缘膜的电学特性，分析交联剂的质量对PVP薄膜电学特性的影响。四种样品通过溶液旋涂法分别由交联剂质量百分数为1wt、3wt、5wt、7wt的四种溶液制成。对C-V特性、V-t特性和I-V特性的分析表明交联剂质量百分数为5wt的PVP溶液所旋涂的薄膜，退火之后形成的绝缘膜陷阱密度最低，漏电流最小，仅为2.910-8A/cm2。2.通过对J-V特性的分段线性拟合，我们发现PVP绝缘膜在低电场（小于5V）情况下漏电机理为P-F效应，在较高的电场（5V35V）下其载流子发射机理为肖特基发射。而在高电场（大于30V）情况下导致漏电的主要因素是为空间电荷限制电流，且在过渡电压Ur下交联PVP绝缘膜内部漏电机理由肖特基发射转变至空间电荷限制电流效应。3.通过对以180℃、200℃、220℃三种温度下退火的交联PVP薄膜为绝缘膜的MIS结构的C-V、J-V、V-t特性分析，研究了退火温度对绝缘膜电学特性的影响。研究表明在200℃下退火时的交联PVP绝缘膜成膜质量最佳：该条件下薄膜的临界电场在3.2MV/cm以上；且形成的薄膜较为致密，表面平整度较高，陷阱密度较低。4.分析了最佳工艺条件下的交联PVP绝缘膜的J-V特性：对J-V特性的连续扫描我们发现曲线的下降很小，说明了该条件下绝缘膜内部较少的陷阱和缺陷，同时也验证了绝缘膜内部漏电机理的不同；从金属功函数差的角度解释了电子从Ag一侧和从P+-Si一侧注入J-V曲线有差异的原因。5.对最佳交联PVP制备工艺条件下制备的OTFT器件的性能进行了研究，研究结果表明该工艺下制作的OTFT具有较高的场迁移率、开关比以及较低的阈值电压。