實驗儀器

Jelight company Model No.42

去除基版表面有機物 殘留

旋轉塗佈機 (Spin coater)

Chemat Technology, KW-4A

(Thermal coater) ULVAC, CRTM-6000 蒸鍍pentacene、

PTCDI-C8 和金 原子力顯微鏡

(Atomic Force Microscope) DI3100 量測薄膜表面形貌、厚 度

電流-電壓量測機台

(I-V parameter analyzer) Keithley 4200 量測元件基本電性 以及電容

(Contact angle)

Kruss Universal Surface Tester, GH100

量測薄膜表面的接

(3) N2 Glove Box 手套箱：

由於一般有機半導體在大氣環境下會有氧化反應，呈現不穩定的缺點，甚至會導致 實驗的不確定性。因此，實驗中部分電性量測即在手套箱中進行。

(4) UV light 紫外光曝光機：

產生紫外光光源，用來對介電層曝光使其反應，光源分254nm 以及 365nm。

(5) Thermal Evaporator 熱蒸鍍機：

一般的小分子有機材料或金屬材料，因為難溶於溶劑中成液態而無法使用藉由旋轉 塗佈成膜。此時，常見的方法就是利用熱蒸鍍的方式成膜。在熱蒸鍍機腔體中，置 入欲蒸鍍的材料(例如 pentacene)和基板後，將腔體抽至高真空的狀態，以避免高溫 加速氧化和提高蒸鍍品質。待至高真空狀態後，通電使坩鍋受熱而蒸發氣化 pentacene 成膜，並透過遮罩去定義元件圖形。

(6) Atomic Force Microscope(AFM) 原子力顯微鏡：(Dimension 3100)

原子力顯微鏡(AFM)購於 DI intrument，屬於掃瞄探針顯微技術的一種，此類型顯微 技術是利用特製的微小探針，來偵測探針與樣品表面之間的某種交互作用，如穿隧 電流、原子力、磁力、近場電磁波來進行表面的偵測。AFM 的微小探針通常黏附 在懸臂式的彈簧片上，當針尖與樣品表面原子接近時，因力場而產生作用力，懸臂 簧片因為抵抗其作用力而發生形變，藉此產生一個回饋作用，為了讓作用力維持固 定，探針針尖會調整與樣品間的垂直距離，利用電腦記錄表面上每一點針尖的微調 距離，即可得到整體之表面形貌。本實驗所用的AFM 為輕敲式(Tapping mode)，探 針以高頻在 Z 軸方向振動，與接觸式(Contact mode)比較，擁有不會損害針尖和樣 品的優點，解析度又比非接觸式高。

圖3- 2 AFM 基本架構與 Tapping-mode AFM 基本原理。^[43]

(7) I-V measurement 電性量測機台：(Keithley 4200)

常見的半導體元件量測機台。藉探針去接觸元件表面，以通電壓或電流擷取所想要 的資訊。例如：量測二極體電性、電晶體的Id-Vd和Id-Vg特性曲線等。

(8) C-V measurement 電容量測機台：(HP4284A)

量測MIS(Metal Insulator Semiconductor)、MIM(Metal insulator Metal)等結構之電容 值。

(9) Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FTIR)傅立葉轉換紅外光光譜儀：(Nicolet 380)

FTIR利用干涉儀產生干涉波，照射至樣品後，再由電腦轉換成紅外光光譜。藉助於 紅外線光譜的分析，以確定有機物的定性與定量。相較於傳統的IR光譜儀，FTIR 光譜除了高解析度之外(<0.1cm^-1)，其頻率的再現性也非常高。此外，輸出能量大、

頻率高準確度、高精準度以及光譜掃描時間短也都是FTIR的優點。本實驗藉FTIR 確定PVCN曝光前後的鍵結情形。

圖3- 3 FTIR 原理示意圖。^[58]

(10) Contact angler 接觸角量測儀：

利用三種液體，去離子水(DI Water)、二碘甲烷(diiodo-Methane)、乙二醇(Ethylene glycol)滴在基板表面量測其接觸角，再利用其之表面張力(Surface Tension)、分散相 (Disperse Part)、極性向(Polar Part)參數套用公式求基板的表面能。其中接觸角藉由 Young- Laplace公式法估算交角度大小；基板的表面能藉由Owens-Wendt-Rabel &

Kaelble公式法求得。