Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Schottky-Dioden mittels Rolle-zu-Rolle-Verfahren hergestellt und charakterisiert. Die Dioden bestanden dabei aus einer Kathode (Aluminium oder Kupfer), die durch Sputtern aufgebracht wurde, einer Halbleiterschicht aus Polytriphenylaminen (PTPA3), die mittels Tiefdruck aufgebracht wurde und einer im Flexodruck hergestellten Anode (PEDOT:PSS, Pani oder Carbon Black). Aus elektrischer Sicht wiesen dabei Dioden mit Kupfer und Carbon Black die besten Eigenschaften auf. Mit Hilfe dieser Elektrodenmaterialien und bei Halbleiterschichtdicken von ca. 200 nm konnten Grenzfrequenzen der Dioden von über 1 MHz realisiert werden. Weiterhin wiesen diese Dioden eine gute Langzeitstabilität sowie eine gute Stabilität gegenüber UV-Licht, Feuchtigkeit und Temperatur auf.:Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Metall-Halbleiter-Kontakt
2.1 Idealer Metall-Halbleiter-Kontakt
2.2 Metall-Halbleiter-Kontakt unter Spannung
2.3 Realer Metall-Halbleiter-Kontakt
2.3.1 Metall-Halbleiter-Kontakte ohne Grenzflächenzustände
innerhalb der Bandlücke
2.3.2 Metall-Halbleiter-Kontakt mit Grenzflächenzuständen
2.4 Grenzflächen zwischen Metallen und organischen Materialien
2.5 Transportmechanismen / -modelle
2.5.1 Ladungstransport in organischen Halbleitern
2.5.2 Thermionische Emission
2.5.3 Fowler-Nordheim-Tunneln
2.5.4 Raumladungsbegrenzte Ströme
2.6 Poole-Frenkel Effekt
3 Stabilität organischer Materialien
3.1 Einfluss von Sauerstoff
3.2 Einfluss von Wasser
3.3 Einfluss von chemischen Reaktionen
3.4 Einfluss von elektrischem Stress
3.5 Einfluss von Licht
3.6 Einfluss von Struktur- und Morphologieänderungen
3.7 Einfluss von kombinierten Effekten
3.8 Einfluss von Barriereschichten
4 Schottky-Dioden
4.1 Allgemeiner Aufbau
4.2 Stand der Technik
4.3 Anforderungen an Materialien für Schottky-Dioden
4.3.1 Kathode
4.3.2 Halbleiter
4.3.3 Anode
4.4 Gleichrichter
4.5 Logische Schaltungen mit Dioden
5 Rolle-zu-Rolle-Verfahren / Druckverfahren
5.1 Übersicht Druckverfahren / Beschichtungsverfahren
5.2 Bewertung der Verfahren für die Herstellung von Schottky-Dioden
6 Versuchsdurchführung
6.1 Druckversuche
6.1.1 Genutzte Druckmaschinen
6.1.2 Verwendete Materialien
6.2 Messverfahren
6.2.1 Morphologische Charakterisierung
6.2.2 Elektrische Charakterisierung
6.2.3 Strom-Spannungs-Charakterisitik
6.2.4 Kapazitätscharakteristik
6.2.5 Elektrische Eigenschaften der Anodenmaterialien
7 Ergebnisse der Druckversuche
7.1 Einfluss der Lösungsmittel
7.2 Einfluss der Druckgeschwindigkeit
7.3 Druck der Anode
8 Elektrische Charakterisierung der Dioden
8.1 Vergleich der Elektrodenmaterialien
8.2 Strom-Spannungs-Kennlinie in Sperrrichtung
8.3 Gleichmäßigkeit der Strom-Spannungs-Charakteristik
8.4 Einfluss des Lösungsmittelgemischs
8.5 Einfluss der Trocknungstemperatur
8.6 Kapazitätscharakteristika
9 Stabilität
9.1 Langzeitstabilität
9.2 Hysterese
9.3 Einfluss der Temperatur
9.4 Einfluss von Feuchtigkeit
9.5 Einfluss von Licht
9.6 Einfluss von elektrischem Stress
10 Anwendungen
10.1 Gleichrichter
10.2 Logische Schaltungen mit Dioden
11 Zusammenfassung
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Formel- und Symbolverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Danksagung
Lebenslauf
Veröffentlichungen
Eigenständigkeitserklärung / Aim of this work was to demonstrate that Schottky-Diodes can be fabricated by means of Roll-to-Roll-Methods and to characterize these diodes. The diodes consists of a sputtered cathode (Aluminum or Copper), a gravure printed semiconducting layer of Polytriphenylamine (PTPA3) and a flexo printed anode (PEDOT:PSS, Pani, Carbon Black). Best electrical characteristics were obtained with diodes consisting
Copper and Carbon Black as electrodes. With a thickness of the semiconducting layer of ~200 nm diodes with a cut-off frequency above 1 MHz could be demonstrated. These diodes showed also a good stability when exposed to UV-light, moisture and temperature.:Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Metall-Halbleiter-Kontakt
2.1 Idealer Metall-Halbleiter-Kontakt
2.2 Metall-Halbleiter-Kontakt unter Spannung
2.3 Realer Metall-Halbleiter-Kontakt
2.3.1 Metall-Halbleiter-Kontakte ohne Grenzflächenzustände
innerhalb der Bandlücke
2.3.2 Metall-Halbleiter-Kontakt mit Grenzflächenzuständen
2.4 Grenzflächen zwischen Metallen und organischen Materialien
2.5 Transportmechanismen / -modelle
2.5.1 Ladungstransport in organischen Halbleitern
2.5.2 Thermionische Emission
2.5.3 Fowler-Nordheim-Tunneln
2.5.4 Raumladungsbegrenzte Ströme
2.6 Poole-Frenkel Effekt
3 Stabilität organischer Materialien
3.1 Einfluss von Sauerstoff
3.2 Einfluss von Wasser
3.3 Einfluss von chemischen Reaktionen
3.4 Einfluss von elektrischem Stress
3.5 Einfluss von Licht
3.6 Einfluss von Struktur- und Morphologieänderungen
3.7 Einfluss von kombinierten Effekten
3.8 Einfluss von Barriereschichten
4 Schottky-Dioden
4.1 Allgemeiner Aufbau
4.2 Stand der Technik
4.3 Anforderungen an Materialien für Schottky-Dioden
4.3.1 Kathode
4.3.2 Halbleiter
4.3.3 Anode
4.4 Gleichrichter
4.5 Logische Schaltungen mit Dioden
5 Rolle-zu-Rolle-Verfahren / Druckverfahren
5.1 Übersicht Druckverfahren / Beschichtungsverfahren
5.2 Bewertung der Verfahren für die Herstellung von Schottky-Dioden
6 Versuchsdurchführung
6.1 Druckversuche
6.1.1 Genutzte Druckmaschinen
6.1.2 Verwendete Materialien
6.2 Messverfahren
6.2.1 Morphologische Charakterisierung
6.2.2 Elektrische Charakterisierung
6.2.3 Strom-Spannungs-Charakterisitik
6.2.4 Kapazitätscharakteristik
6.2.5 Elektrische Eigenschaften der Anodenmaterialien
7 Ergebnisse der Druckversuche
7.1 Einfluss der Lösungsmittel
7.2 Einfluss der Druckgeschwindigkeit
7.3 Druck der Anode
8 Elektrische Charakterisierung der Dioden
8.1 Vergleich der Elektrodenmaterialien
8.2 Strom-Spannungs-Kennlinie in Sperrrichtung
8.3 Gleichmäßigkeit der Strom-Spannungs-Charakteristik
8.4 Einfluss des Lösungsmittelgemischs
8.5 Einfluss der Trocknungstemperatur
8.6 Kapazitätscharakteristika
9 Stabilität
9.1 Langzeitstabilität
9.2 Hysterese
9.3 Einfluss der Temperatur
9.4 Einfluss von Feuchtigkeit
9.5 Einfluss von Licht
9.6 Einfluss von elektrischem Stress
10 Anwendungen
10.1 Gleichrichter
10.2 Logische Schaltungen mit Dioden
11 Zusammenfassung
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Formel- und Symbolverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Danksagung
Lebenslauf
Veröffentlichungen
Eigenständigkeitserklärung
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:18557 |
| Date | 21 September 2011 |
| Creators | Bartzsch, Matthias |
| Contributors | Hübler, Arved Carl, Zielke, Dirk, Technische Universität Chemnitz |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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