Технологія напівпровідникових гетероструктур на основі органічних та неорганічних матеріалів для електрооптичних елементів мікроелектроніки - Автореферат

Національний університет "Львівська політехніка" Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана у Національному університеті "Львівська політехніка" Міністерства освіти і науки України Національного університету „Львівська політехніка" Національного університету „Львівська політехніка" доктор фізико-математичних наук, професор Захист відбудеться 21 лютого 2008 р. о 1430 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.12 у Національному університеті "Львівська політехніка" (79013, м.Львів, вул.С.Бандери, 12, головний корпус). З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету "Львівська політехніка" (79013, м.Львів, вул.Професорська, 1).Для їх створення переважно використовують неорганічні напівпровідники (Si, групи А2В6 та А3В5), на основі яких виготовляють типові структури з використанням базових технологічних методів мікроелектроніки (напівпровідникової, товстоплівкової та тонкоплівкової технологій). Останнім часом для створення електрооптичних елементів мікроелектроніки досліджують та застосовують нові органічні матеріали (молекулярні напівпровідники, електропровідні полімери). Відомо, що для створення тонких плівок органічних матеріалів та формування на їх основі нових мікроелектронних структур використовуються хімічні та електрохімічні методи осадження, однак вони не завжди відповідають вимогам до електрофізичних параметрів, що обмежує їх застосування для створення електрооптичних елементів. Проведені нами дослідження показали перспективність використання методу термовакуумного напилення для створення нанорозмірних органічних плівок оптичних матеріалів з контрольованими електрооптичними характеристиками. Для досягнення поставленої мети вирішувались такі задачі: · розробка технології створення нанорозмірних плівок електропровідних полімерів та встановлення впливу технологічних умов термовакуумного напилення на їх структурні та електрофізичні властивості;У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі проведених досліджень, представлені методи, обєкт і предмет досліджень, визначено наукову новизну отриманих результатів та їх практичне значення, наведені дані щодо апробації. У першому розділі проведений аналіз стану сучасного розвитку електрооптичних елементів на основі тонкоплівкових багатошарових гетероструктур, при цьому основна увага акцентувалася на технологічних засадах формування таких елементів. Показано перспективність створення електрооптичних елементів на основі органічних матеріалів та встановлено, що основним недоліком відомих органічних фоточутливих гетеростуктур є низький коефіцієнт корисної дії, зумовлений малою довжиною дифузії екситонів у полімерних матеріалах, низькою рухливістю носіїв та вузьким діапазоном спектра фоточутливості. Розробка технологічних методів отримання функціональних плівок передбачає формування доволі точного регулювання товщини з задовільними структурними параметрами отриманих шарів, забезпечення однорідності та відтворюваності електрофізичних параметрів елемента. Тому вибір методу одержання тонких плівок ПОМА та ПОТІ зупинився на термовакуумному напиленні.Вибір алюмінію та ITO як контактів до гетероструктури, зумовлений тим, що вони утворюють омічний контакт з плівкою DIME-PTCDI та пентацену відповідно. Темнові ВАХ гетеропереходу ITO/пентацен/DIMEPTCDI/Al зображені на рис.5, дана структура має випрямні властивості з коефіцієнтом випрямлення ~102 при напрузі ±1В і ВАХ задовільно описується рівнянням Ємнісна напруга відсічки Vd»0.6В, отримана з вольт-фарадної характеристики, визначає сумарний вигин зон в області гетеропереходу, близька до струмової напруги відсічки, що вказує на малу густину станів на межі поділу гетеропереходу. Залежність між реальною Re(Z) та уявною-Im(Z) частинами комплексного імпедансу гетероструктури ITO/пентацен/DIME-PTCDI/Al в діапазоні частот від 10 Гц до 1 МГЦ, при зворотному зміщенні 1В має вигляд двох слабо виражених півкіл, що дає змогу змоделювати гетероперехід за допомогою еквівалентної схеми, притаманної діодній структурі, що складається з двох послідовно ввімкнених RC ланок та послідовного опору Rs (вставка рис.6). Розроблено комбіновану поетапну технологію нанесення тонких плівок, на основі якої створено гетероструктури ПЕТ/ITO/ПЕДОТ:ПСС/пентацен/Al на гнучкій підкладці для можливого їх використання для виготовлення еластичних фоточутливих приладів у видимій області спектра.Встановлено, що значення напруги холостого ходу (0,55В) корелює зі значенням контактної різниці потенціалів в області гетеропереходу, визначеним з вольт-фарадних залежностей. Проведено підбор швидкості напилення плівок органічних напівпровідників пентацен та DIME-PTCDI, що дало змогу формувати контрольованої товщини плівки, близькі до товщини області обємного заряду. Обґрунтовання вибору пентацену зумовлене також тим, що він є значною мірою прозорим в області поглинання DIME-PTCDI (450-550нм) та створює вікно прозорості в обл

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ