论文摘要
在电子器件领域,学者们对研究有机物质的兴趣一直比较浓厚,例如将CuPc薄膜用于气体传感器的敏感层,这是由于有害气体对金属酞菁配合物（MPc）的薄膜电学性能有较大影响。一般是利用电导率的变化来观测有害气体的浓度,这是目前最普遍的一种MPc传感器。通过真空沉积的方法蒸镀MPc,利用其强的敏感性来研究多种气体的浓度,如今已有多种MPc薄膜被用来研究气体的敏感特性。本文利用磁控溅射和真空蒸镀技术制备了有机层厚度不同的两种肖特基二极管,并设计相应的实验方案,对其敏感特性进行测量和分析。所制备器件采用有机半导体材料酞菁铜（CuPc）作为敏感层,其结构包括Cu/CuPc/Al三层,器件制备在玻璃基板上面。其中Cu/CuPc形成欧姆接触做阳极,CuPc/Al形成肖特基接触做阴极。器件的两端电极是利用掩模板通过直流磁控溅射法沉积薄膜制备而成,夹在中间的有机半导体材料酞菁铜（CuPc）,是通过真空镀膜法蒸镀而成,器件的有效面积（两端电极与有机层重叠部分）约为2mm2。通过实践经验,不断优化实验的工艺参数,获得了性能良好的器件。使用KEITHLEY4200半导体测试仪与气敏测量系统,分别对两种器件在空气中和NO2气体中I-V特性进行测试,得出实验结果并分析。通过测试结果可知,两种器件均表现出良好的肖特基特性。通入10ppm的NO2气体后,器件的I-V特性曲线随着时间变化具有明显上移的趋势。这是因为电子受体起到受主掺杂的作用,伴随着时间的增加,电子受体逐渐增加,使得酞菁铜内部的多数载流子（空穴）增加,从而导致I-V特性曲线不断上移。另外,根据热电子发射理论对器件1进行分析讨论,分别得出空气和NO2气体中势垒高度,发现通入NO2气体28分钟后,CuPc/Al势垒高度降低了70meV。