【《薄膜晶體管技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研究國內(nèi)外文獻綜述》1900字】

薄膜晶體管技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研究國內(nèi)外文獻綜述1.1薄膜晶體管的研究現(xiàn)狀有機材料的發(fā)展過程是很長的，但是有機薄膜晶體管發(fā)展的時間轉(zhuǎn)折點是在20世紀80年代，科學家通過實驗制備了第一個有機薄膜晶體管，自此，如何將有機半導體材料更好的應(yīng)用于晶體管中，成為了科學家們的共同探索目標。有機薄膜晶體管的發(fā)展歷程可以分為三個部分：（1）科學家們進行了多次實驗，在實驗過程中探究了有機薄膜晶體管的原理，并在原理的基礎(chǔ)上初步對器件的性能進行了改善。Tsumura等人于1988年進行了多次的實驗，并在實驗中分析得到了OTFT的原理REF_Ref13518\r\h[14]；1991年，AKimichi等人為了大幅度地改善該器件的性能，嘗試建立和利用化學分子設(shè)計OTFT，使其性能很大程度的得到了提高，如圖1-1所示REF_Ref23468\r\hREF_Ref23468\r\h[15]；圖1-1基于分子設(shè)計的OTFT第二個部分：對薄膜的形貌和輸運機理進行了研究和總結(jié)，并對器件結(jié)構(gòu)和制備工藝進行了改進。1994年，Garnier組首次利用了噴墨打印技術(shù)制備了OTFT，如圖1-2REF_Ref24154\r\hREF_Ref24154\r\h[16]]；圖1-2基于噴墨打印技術(shù)的OTFT1997年，Brown重點分析了OTFT的基本工作原理，并且成功實現(xiàn)了一個基于OTFT的有機邏輯電路，如圖1-3REF_Ref26554\r\h[19]；圖1-3基于OTFT的5級環(huán)形振蕩器第三個部分：這一階段主要是有關(guān)理論方面的進步，學者們進一步探究了有機半導體材料中有關(guān)載流子的理論，得出的結(jié)論為將有機材料應(yīng)用于集成電路中打下了基礎(chǔ)。2005年，JoshuaN.Haddock等人制備的以聚3-己基噻吩為載流子的載流子遷移率高達21.4cm2/VsREF_Ref29043\r\h[21]REF_Ref29043\r\h[21]；圖1-4基于P3HT的OTFT2006年，ItakaREF_Ref31842\r\h[22]和AnthopoulosREF_Ref30600\r\h[23]制備了基于C60的OTFT，如圖1-5（a）和（b）；圖1-5基于C60的OTFT（a）Itaka制作的OTFT（b）Anthopoulos制作的OTFT2016年，VivekRaghuwanshi等人為大大提高OTFT的機械穩(wěn)定性，在并五苯中摻雜添加了TIPS如圖1-7REF_Ref31524\r\h[25]；圖1-6基于摻雜了TIPS的并五苯的OTFT2020年，ZhangW等人對分子水平上分子結(jié)構(gòu)、組裝和新興功能之間的相互作用提供了一個基本的理解，從而為設(shè)計新一代多功能集成電路和傳感器的實際應(yīng)用提供新的見解REF_Ref31822\r\h[26]；近些年來，國內(nèi)研究人員為了改善有機薄膜晶體管的工藝，也對有機薄膜晶體管的制備技術(shù)進行了很多探索。上海交通大學LinFeng，ChenJiang等人實現(xiàn)了基于噴墨打印的OTFT，如圖1-7REF_Ref32298\r\h[28]。圖1-7基于噴墨打印技術(shù)制作的OTFT目前，科學家們依舊致力于讓有機薄膜晶體管的制備技術(shù)得到有效的改善，從而可以更多更好的應(yīng)用于未來的電子領(lǐng)域。1.2薄膜晶體管在電路領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)無機集成電路制造工藝遭到越來越多的質(zhì)疑，有機半導體材料也得到了發(fā)展的機遇，它不僅具有與無機半導體材料相同的半導體性能，而且具有成本低、面積大、靈活性和透明性等獨特性能，具有良好的應(yīng)用前景。近年來，基于有機材料的器件和電路也以其突出的性能發(fā)展，成為研究開發(fā)的熱點。飛利浦公司制造的振蕩器電路是第一個基于有機材料的集成電路REF_Ref7301\r\h[29]；1998年，飛利浦實驗室首先用高分子材料制作了具有實際意義的有機集成電路。如圖1-8REF_Ref7516\r\h[31]。圖1-8聚合物材料制備的有機集成電路2007年，PolyIC報道了一款采用P3AT作為傳輸層材料的有機電路ORFID，它還制備了一個可以存儲64位數(shù)據(jù)的射頻標簽，采用了噴墨打印技術(shù)REF_Ref8568\r\h[32]；2016年，JiminKwon等人設(shè)計了基于有機薄膜晶體管的互補電路，如圖1-9所示REF_Ref9009\r\h[33]；圖1-9基于噴墨打印的有機互補邏輯電路2019年，ShenH團隊介紹總結(jié)了用于有機半導體傳感應(yīng)用和熱電研究的器件工程OFET方面的最新進展REF_Ref9669\r\h[34]。有機電路發(fā)展十分迅速，并且許多電路都展現(xiàn)出良好的性能，它已成為傳統(tǒng)無機電路的良好替代，在不久的將來會廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)REF_Ref9780\r\h[5]。參考文獻胡文平,劉云圻,朱道本.有機薄膜場效應(yīng)晶體管[J].物理,1997(11):11-15.廖燕平,王軍.有機薄膜晶體管及其集成電路[J].現(xiàn)代顯示,2007(08):7-14.胡海琛.P3HT有機薄膜晶體管的制備與研究[D].長春理工大學,2011.崔晴宇.有機薄膜晶體管的制備、表征與電路設(shè)計[D].上海交通大學,2012.尹飛飛.有機薄膜晶體管模型建立及其集成電路設(shè)計[D].北京交通大學,2017.宮玉昕.基于有機薄膜晶體管的射頻識別標簽電路[D].山東大學,2019.劉博.有機薄膜晶體管氣體傳感器的制備及特性研究[D].電子科技大學,2010.王宏.基于并五苯和酞菁銅的有機效應(yīng)管及其集成電路研究[D].蘭州大學,2012.張加宏,楊鎮(zhèn)博.TannerEDA在數(shù)字集成電路教學中的應(yīng)用[J].科技信息,2013(05):31-32.陸叢研.雙層電極結(jié)構(gòu)的有機薄膜晶體管及其5階振蕩器的研究[D].長春理工大學,2012.李明友.高性能有機薄膜晶體管及其單元電路的設(shè)計仿真和制備[D].吉林大學,2008.朱佳琪,袁波,吳秀龍.PMOS管工藝參數(shù)對反相器SET效應(yīng)的影響[J].微電子學,2017,6.EstradaM,MejíaI,CerdeiraA,etal.MobilitymodelforcompactdevicemodelingofOTFTsmadewithdifferentmaterials[J].Solid-StateElectronics,2008,52(5):787-794.TsumuraA,KoezukaH,AndoT.Polythiophenefield-effecttransistor:Itscharacteristicsandoperationmechanism[J].Syntheticmetals,1988,25(1):11-23.AkimichiH,WaragaiK,HottaS,etal.Field-effecttransistorsusingalkylsubstitutedoligothiophenes[J].Appliedphysicsletters,1991,58(14):1500-1502.GarnierF,HajlaouiR,YassarA,etal.All-polymerfield-effecttransistorrealizedbyprintingtechniques[J].Science,1994,265(5179):1684-1686.DodabalapurA,KatzHE,TorsiL,etal.Organicheterostructurefield-effecttransistors[J].Science,1995,269(5230):1560-1562.LaquindanumJG,KatzHE,LovingerAJ,etal.Morphologicaloriginofhighmobilityinpentacenethin-filmtransistors[J].Chemistryofmaterials,1996,8(11):2542-2544.BrownAR,JarrettCP,DeLeeuwDM,etal.Field-effecttransistorsmadefromsolution-processedorganicsemiconductors[J].Syntheticmetals,1997,88(1):37-55.CroneB,DodabalapurA,LinYY,etal.Large-scalecomplementaryintegratedcircuitsbasedonorganictransistors[J].Nature,2000,403(6769):521-523.FukudaH,YamagishiY,IseM,etal.Gassensingpropertiesofpoly-3-hexylthiophenethinfilmtransistors[J].SensorsandActuatorsB:Chemical,2005,108(1-2):414-417.ItakaK,YamashiroM,YamaguchiJ,etal.High-mobilityC60field-effecttransistorsfabricatedonmolecular-wettingcontrolledsubstrates[J].AdvancedMaterials,2006,18(13):1713-1716.AnthopoulosTD,SinghB,MarjanovicN,etal.Highperformancen-channelorganicfield-effecttransistorsandringoscillatorsbasedonC60fullerenefilms[J].AppliedPhysicsLette