[摘要]采用陽極氧化法制備了Ta2O5絕緣層，并研究了氫熱處理對Ta2O5絕緣層頻率特性的影響。
　　果表明，Ta2O5絕緣層經(jīng)過氫熱處理后表現(xiàn)出較高的介電常數(shù)，而Ta2O5作為絕緣層是一種基于聚（2-甲氧基- 5-（2-乙基-己氧基）-1，4-亞苯基-亞乙烯基場效應(yīng)晶體管器件（MEH-PPV）。件經(jīng)過熱處理后，通過場效應(yīng)提高了遷移率從1.15×10-5cm2 / Vs到2.35×10-4cm2 / Vs。是一種改善Ta2O5絕緣層和MEH-PPV半導(dǎo)體層之間接觸結(jié)果的熱處理方法。機(jī)薄膜晶體管（OFET）引起了廣泛的關(guān)注，這主要是因?yàn)樗鼈冊谌嵝?，大面積，低成本電子設(shè)備中的潛在應(yīng)用。究人員在源電極和漏電極與有機(jī)半導(dǎo)體之間添加了一層緩沖材料，以改善載流子的注入并提高器件的遷移率，因此成本很高，并且絕緣層OFET是影響閾值電壓和其他屬性的關(guān)鍵因素。素。用的OFET SiO 2絕緣層材料具有低介電常數(shù)（k≈3.9）和低介電常數(shù)，這導(dǎo)致低點(diǎn)飽和電流和低場效應(yīng)遷移率。
　　此，選擇具有高介電常數(shù)（k）的絕緣材料可以有效地降低OTFT的閾值電壓并改善器件的性能。Ta2O5由于其高介電常數(shù)（20-35）而受到廣泛影響。文研究了陽極氧化法制備Ta2O5絕緣層的過程，探討了Ta2O5絕緣層的水熱處理對其漏電流及其金屬絕緣金屬層結(jié)構(gòu)的頻率特性的影響（ MIM）。-PPV）OFET器件OFET器件的場效應(yīng)遷移率從1.15×10-5 cm2 / Vs增加到2.35×10-4 cm2 / Vs。過分析。極氧化用于制備Ta 2 O 5絕緣層。先，將450 nm Ta膜用作門，然后進(jìn)行陽極氧化。極氧化在0.01M檸檬酸溶液中進(jìn)行，Keithley2400用作陽極氧化的電流和電壓源，恒定電流（0.2A / cm2）施加于陽極氧化。
　　Al膜樣品Ta膜表面緩慢氧化為Ta2O5。化過程花費(fèi)了2個小時。

　　時，Ta的膜的厚度是一定的厚度。Ta被氧化為厚度為150nm的Ta 2 O 5，并且其厚度與所施加的電壓成比例，大約為2nm / V。后，將Ta 2 O 5薄膜基板放置在真空室中，并進(jìn)行加熱。氫氣氣氛下于350°C放置10分鐘，然后立即退火。過將金電極直接鍍在Ta2O5絕緣層上來制備金屬絕緣金屬（MIM）器件；測試了MIM器件的頻率特性，并在陽極氧化絕緣層Ta2O5上成膜了有機(jī)半導(dǎo)體材料MEH-PP，作為有機(jī)場效應(yīng)晶體管。MEH-PPV上形成了有源層，將金電極鍍在MEH-PPV上以制備有機(jī)場效應(yīng)晶體管（OFET）源和漏電極。電極的縱橫比為100。后，測試并比較了兩種設(shè)備的電性能，并比較了是否經(jīng)過Ta2O5絕緣層熱處理。過半導(dǎo)體參數(shù)測試儀（Agilent 4155C）測試設(shè)備的電氣特性。

　　1顯示了Ta2O5的MIM結(jié)構(gòu)的容量-頻率特性。圖1中可以看出，電容在110k?110kHz的頻率范圍內(nèi)基本穩(wěn)定，并且從110kHz急劇下降。Ta2O5進(jìn)行熱處理后，其MIM介電常數(shù)增加到50 nF。中W和L分別代表器件溝道的寬度和長度，Ci是柵極介電層的每單位面積的電容，μ是場效應(yīng)遷移率，VT是閾值電壓。據(jù)圖2中數(shù)據(jù)的處理，當(dāng)未用氫氣處理Ta2O5時，MEH-PPV的場效應(yīng)遷移率是1.15×10-5 cm2 / Vs，電纜而在2.35×10-4 cm2 / V氫我們可以看到，Ta2O5絕緣層經(jīng)過氫熱處理后，其OTFT飽和區(qū)的場效應(yīng)遷移率接近高20倍。

　　表明，絕緣層Ta2O5與半導(dǎo)體層MEH-PPV之間的接觸得到改善。析表明，這是由于氫熱處理過程中Ta2O5絕緣子內(nèi)部原子部分的重組，從而顯著降低了絕緣子表面缺陷的密度。Ta2O5，同時氫使Ta2O5絕緣體的表面和體內(nèi)某些未決鍵飽和。究了熱處理對陽極氧化Ta2O5絕緣性能的影響。過Ta2O5熱處理后，其MIM結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)增加，這意味著Ta2O5熱處理膜的OFET器件的遷移率幾乎是未進(jìn)行Ta2O5膜熱處理的OFET器件的遷移率的20倍，并降低了電閾值。大減少了Ta2O5絕緣體內(nèi)部熱處理過程中的缺陷和位錯密度，從而大大提高了Ta2O5的絕緣性能。
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