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Organic CMOS technology by dielectric interface engineering

Benson, Niels (2009):
Organic CMOS technology by dielectric interface engineering.
Darmstadt, Technische Universität,
[Ph.D. Thesis]

Organic CMOS technology by dielectric interface engineering - PDF
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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Organic CMOS technology by dielectric interface engineering
Language: English

This work investigates the importance of electronic states at the dielectric / semiconductor interface for organic field effect transistor (OFET) charge carrier transport. It was determined, that balanced p- and n-type charge carrier transport in pentacene is possible, if an adequate gate dielectric is selected. It was further demonstrated, that the OFET charge carrier transport can be selectively influenced by either the introduction of charge carrier traps to the dielectric interface or the removal of such traps. By covering an electron trap afflicted silicon dioxide dielectric with a thin layer of oxidized Ca, which passivates and isolates available electron traps from the transistor channel, n-type transport in pentacene OFETs is achieved. In addition, it was demonstrated, that the introduction of electron traps into a Polymethylmethacrylat dielectric, using ultra violet radiation in ambient atmosphere, allows for the inversion of an otherwise unipolar n-type OFET to unipolar p-type. The possibility to realize OFETs of complementary polarity with an identical device cross section has allowed for the realization of an organic complementary metal oxide semiconductor inverter.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss elektronischer Zustände an der Isolator- / Halbleitergrenzfläche auf den Ladungstransport in organischen Feldeffekttransistoren (OFETs) untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass ein ausgeglichener p- und n-typ Ladungstransport in Pentacen durch die Wahl eines geeigneten Dieelektrikums Dielektrikums möglich ist, und dass durch das gezielte Einbringen oder Entfernen von Ladungsträgerfallen an der Isolator- / Halbleitergrenzfläche der Landungstransport in OFETs direkt beeinflusst werden kann. Durch das Abdecken bzw. Passivieren von Elektronenfallen auf einem SiO2 Dielektrikum mittels oxidischem Ca wurde Elektronentransport in Pentacen ermöglicht. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass das Einbringen von Ladungsträgerfallen an der Isolator (Polymethylmethacrylat) / Pentacengrenzfläche es erlaubt, die Polarität eines n-typ Transistors zu unipolar p-typ zu verändern, ohne den Aufbau des Bauteils zu modifizieren. Das Einbringen der Ladungsträgerfallen erfolgte durch eine UV-Modifikation an Luft. Mittels dieser Technik konnte ein organischer CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Inverter aus zwei Transistoren mit identischem Aufbau realisiert werden.

Place of Publication: Darmstadt
Uncontrolled Keywords: OFET, CMOS, O-CMOS, Inverter, Pentacene, Grenzflächenmodifikation, Interface engineering, Traps, Dielectric, Insulator, complementary OFETs
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
OFET, CMOS, O-CMOS, Inverter, Pentacene, Grenzflächenmodifikation, Interface engineering, Traps, Dielectric, Insulator, complementary OFETsUNSPECIFIED
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 11 Department of Materials and Earth Sciences
Date Deposited: 04 Feb 2009 14:11
Last Modified: 08 Jul 2020 23:17
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-13028
Referees: von Seggern, Prof. Dr. Heinz ; Jaegermann, Prof. Dr. Wolfram
Date of oral examination: 22 January 2009
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/1302
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