Investigation of Organic Field Effect Transistors With Interdigitated Ito Source and Drain Electrodes Patterned by Laser Cut Pvc Tapes

Abstract

Bu tezde başlangıçta ışık yayan dikey bir transistör üretmeyi amaçlamıştık. Ancak, başarısız denemeler sonucunda, test amaçlı yatay bir transistör üretme kararı alınmış ve bu transistörün optimizasyonu üzerinde çalışılmıştır. Daha sonra dikey transistör üretimi, yatay optimizasyonlar ve lazer kesim teknikleri bir araya getirilerek araştırmanın ana odağı değiştirilmiştir. Islak aşındırma süreci ile elektrot desenlemek için düşük maliyetli bir üretim yöntemi olarak lazer kesim denenmiştir. İç içe geçmiş (taraklı) ITO kaynak ve drenaj elektrotları hazırlanmış, ardından organik yarıiletken olarak P3HT ve dielektrik malzeme olarak PMMA sırasıyla dönü kaplama yöntemiyle kaplanmıştır. Üst elektrot olarak da alüminyum (Al), fiziksel buhar biriktirme tekniği kullanılarak kaplanmıştır. Nihai cihaz yapısı olarak ITO(KveA)/P3HT(Organik Yarıiletken)/PMMA(Dielektrik Malzeme) /Al(Kapı) şeklinde geleneksel bir OFET mimarisi oluşturulmuştur. Üretim süreci, katman kaplama parametreleri ve lazer kesim konfigürasyonları göz önünde bulundurularak en iyileştirilmiştir. Elektriksel ölçümler, soy atmosfer koşullarında bir eldivenli kutu sistemi içinde gerçekleştirilmiştir. Üretilen OFET'ler hem tükenme hem de geliştirme modlarında çalışabilmiştir. Yapılan en iyileştirmeler sonucunda yük taşıyıcı hareketliliği artırılmış, eşik gerilimi düşürülmüş ve sıfır kapı geriliminde akım seviyeleri azaltılmıştır. P-tipi tükenme modu OFET'ler, hem ticari uygulamalarda hem de akademik literatürde nadir görülür. Bu tür transistörlerin ekran uygulamaları için umut vadeden bir aday olabileceği düşünülmektedir.

This thesis aimed to produce a light-emitting vertical transistor at first. However, due to unsuccessful attempts, it was planned to produce a horizontal transistor for testing purposes and this transistor was tried to be optimized. Later, vertical efforts and horizontal optimizations and laser cutting experiences were brought together and main topic were changed later. Laser cutting was tried to achieve a low-cost fabrication technique for electrode pattern creation for the wet etching process. Interdigitated ITO Source & Drain electrodes were prepared then P3HT as OSC and PMMA as dielectric material, solution-processed and spin-coated respectively. Al top electrode was coated using the PVD technique. ITO(S&D)/P3HT(OSC)/PMMA(DM)/Al(G) conventional OFET architecture was fabricated and optimized due to layer coating parameters and laser configurations. Measurements were done in an inert atmosphere inside a glovebox system. Fabricated OFETs can work for both depletion and enhancement modes. Mobilities were increased and Threshold Voltages were decreased due to optimizations and the current levels at zero gate voltage were reduced. P-type depletion mode was rare for both in the market and at the literature. This type of OFETs may be a good candidate for display applications.