速度提升2000倍以上之有機電晶體半導體塗佈成膜技術

 

刊登日期:2020/8/17
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東京工業大學於日前發表利用浸塗法(Dip Coating)與液晶性有機半導體,成功地達成了有機電晶體用半導體的高速塗佈成膜,成膜速度提高了超過2000倍,達到2.4m/min以上。

有別於過去經常應用的單結晶膜,研究團隊關注到的是多結晶膜,因此利用新開發的液晶性有機半導體「Ph-BTBT-10」,開發了浸塗法之半導體結晶膜成膜技術,並製作出多結晶膜,相較於旋轉塗佈法(Spin Coating),降低了結晶粒界對電荷傳輸的影響。製作出的多結晶膜具有優異的均一性、平坦性,利用此多結晶膜可以製作出移動度超過10cm2/Vs的電晶體。

此外,為了達到實用化,研究團隊企圖利用Roll-to-Roll的方式在基板上形成有機半導體結晶膜,因此嘗試利用浸塗法形成多結晶膜並予以高速化,進而發現將單結晶的育成條件(0.3mm/min)中的成膜速度提高的話,能夠獲得結晶方位一致的大粒徑多結晶膜(數cm/min),但若再將成膜速度提高,則可獲得具有鑲嵌結構的無定向多結晶膜(2.4m/min)。研究團隊也發現,具有鑲嵌結構的多結晶膜能夠容易地在基板全面形成結晶膜,且具有高度均一性。

研究團隊也利用在SiO2/Si基板上製作的多結晶膜製作了Bottom Gate-Bottom Contact型電晶體,經過特性評估發現,具有鑲嵌結構的多結晶膜呈現相近於結晶方位一致之大粒徑多結晶膜的移動度(4cm2/Vs),且與具有定向性的多結晶膜相比,移動度的異向性(Anisotropy)較小,適於電晶體的集積化。今後研究團隊將透過積體迴路的試作,對高速成膜之結晶膜進行實證,將可望有助於促進印刷電子的實用化。


資料來源: https://www.titech.ac.jp/news/2020/047283.html
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