HCPL-0201

   接触电阻

   源和漏电极与有机半导体的接触通常被认为是金属-半导体异质结,根据经典Mo“-schottky(MS)理论,当金属的功函数与p型有机半导体的HOMo或n型有机半导体的LUMO能级比较接近时,这种异质结应视为欧姆接触,载流子可以有效地注入到半导体材料中,接触势垒较小或者可以忽略。如果上述的条件不满足,金属与半导体的界面将出现能级差,载流子不能有效地被注人到半导体材料,这时就会存在较大的接触势垒及接触电阻。

   在初期研究中,OFET的接触电阻很少被提到,原因是器件的效率很低,以至于源与漏之间的电流主要受限于沟道电阻,不必考虑接触电阻。随着有机半导体材料载流子迁移率的提高,接触电阻对器件的影响也表现出来,并逐渐成为影响器件性能的主要因素。

    实际情况中,由于电极与半导体界面之间还存在偶极层,接触电阻除了 与电极和半导体之间的注人势垒相关外,还受偶极层等因素影响,情况要复杂一些。以金电极与并五苯的界面为例,根据数据分析;金的功函数为5.4eV,而并五苯为p型半导体,其HOMO为5.2eⅤ。由金电极向并五苯注入空穴不存在势垒,它们之间的接触应该为很好的欧姆接触。但是研究发现,金电极与并五苯的界面之间存在很大的接触电阻。原因是二者之间存在另外的偶极势垒,使得并五苯的HOMO向下移动1,OS eV,相应地,二者之间的能级差也增加了同样的大小,因此注人势垒大大增加(势垒大小为5.2eV+1.“eV-5.4eV=0.“eⅤ),产生了接触电阻,如图3.13所示。