概述

有機半導體材料是具有半導體性質的有機材料，1986年第一個聚噻吩場效應晶體管發明以來，有機場效應晶體管（OFET）飛速發展。有機物作為半導體甚至是導體制備電子器件來代替以部分硅為主的傳統電子產品，利用有機物可以大規模低成本合成的優勢，市場前景是巨大的。

現如今基于有機半導體材料的有機薄膜晶體管、有機電致發光器件、有機太陽電池、有機傳感器和有機存儲器正不斷地走入人們的視野。

有機半導體材料及電子器件

電性能測試

載流子遷移率是能夠反映半導體材料自身特性的重要參數，準確的測量這一參數，對有機材料的篩選及材料的分子結構改良，探討有機材料內部電子、空穴的傳輸動力學問題等都具有重要的指導意義。

由于有機半導體材料載流子遷移率較低，必須選定合適的方法進行測量。有機半導體材料載流子遷移率測試方法主要有電荷渡越時間法 (TOF)、場效應晶體管表征法 (FET)、空間電荷受限的電流法 (SCLC) 和瞬態電致發光法四種。其中第二種和第三種方法主要通過對I-V曲線的分析計算得出，用SMU可以進行測試。

有機場效應晶體管 (OFET) 是通過電場來調控有機半導體層導電性的有源器件，典型結構為頂接觸類和底接觸類，當然還有非典型結構如雙有源層類或雙絕緣層類等。對有機場效應晶體管 (OFET) 的測試主要包括：

DC I-V測試

可以用來提取器件的許多參數，研究制造工藝的效應，確定觸點的質量。包括：輸出轉移特性、遲滯效應、偏壓壓力測試、柵極漏電流測試。

超低頻電容測試

常用來表征材料中的載流子慢捕獲和釋放過程，包括：C-V及C-T測試（頻率10mHz~10Hz，被測電容范圍1pF~10nF）、 離散傅里葉變換，可以得到：阻抗 (Z)、相角 (θ)、電容 (C)、電導 (G)、電阻 (R)、電抗 (X)、散逸因數 (D) 等參數。

高頻電容測試

可以提供與器件相關的信息，如柵極電容和載流子遷移率，主要測試內容包括：載流子遷移率、門限電壓、平帶電壓、電荷效應。

1/f噪聲測試

又稱閃變噪聲，其功率譜與頻率成反比，起源于載流子數目和遷移率的漲落，受界面態、器件結構、接觸電阻、材料缺陷、量子效應等多種因素的影響，因此1/f噪聲測試至關重要。

有機半導體材料及電子器件電性能

測試方案

■4200A-SCS主機及Clarius軟件

■兩個SMU + 兩個4200-PA前置放大器

■CVU 電容單元

方案優勢

10fA小電流測試能力

Clarius軟件自帶OFET Project，操作方便

不同模塊組合測試1/F噪聲，優化速度與精度

半導體材料與器件測試領域普遍采用