有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研究重點(diǎn)主要集中在遷移率高、穩(wěn)定性強(qiáng)和溶液加工容易的半導(dǎo)體材料。隨著研究不斷深入,科研人員發(fā)現(xiàn)絕緣層對(duì)器件整體性能起關(guān)鍵作用,直接影響其上半導(dǎo)體材料成膜和分子排布,決定絕緣層/半導(dǎo)體層界面質(zhì)量,進(jìn)而影響載流子的輸運(yùn)及器件性能。理想的介電層材料應(yīng)該具有大電容、低漏電流、低界面陷阱態(tài)密度和高有機(jī)半導(dǎo)體材料匹配性。單層絕緣層很難同時(shí)滿足大電容和低界面極性的要求。如果把低極性和強(qiáng)極性絕緣層材料組合起來(lái),形成低k/高k雙絕緣層,可以綜合兩種絕緣層的優(yōu)點(diǎn),提高絕緣層的性能,增加電容的同時(shí)提供極性較低的界面。本文主要通過(guò)兩部分工作,對(duì)絕緣層及絕緣層/半導(dǎo)體層界面進(jìn)行了研究:（1）在有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管中,尤其是底柵結(jié)構(gòu)器件,介電材料及其表面性質(zhì)對(duì)器件性能起關(guān)鍵作用。由于單絕緣層很難同時(shí)滿足大電容和低界面極性的要求,所以首先設(shè)計(jì)弱極性交聯(lián)聚對(duì)乙烯基苯酚（CL-PVP）和強(qiáng)極性聚乙烯醇（PVA）組成的低介電常數(shù)/高介電常數(shù)（低k/高k）雙絕緣層作為介電層,并采用研究廣泛的3-己基噻吩（P3HT）為活性層,研制高性能場(chǎng)效應(yīng)晶體管。CL-PVP/PVA作為絕緣層的P3HT器件性能得到顯著提高,... 

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圖２．１有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管底柵頂接觸Ｕ）、底柵底接觸（ｂ）、頂柵頂接觸（ｃ）??和頂柵底接觸（ｄ）結(jié)構(gòu)示意圖

Ｃ２）?真空沉積法??真空沉積法是在真空條件下，把提前放置在真空腔內(nèi)的村料加熱蒸發(fā)，使材??料分子自由擴(kuò)散到基板上，形成薄膜，如圖２．３所示＝真空沉積法一般有兩種方法：??濺射和蒸鍍。由于真空蒸鍍有對(duì)設(shè)備要求低，工藝操作簡(jiǎn)中沉積的薄膜比較純??等優(yōu)點(diǎn)，一般用來(lái)制備有機(jī)小分子薄膜。真空蒸鍍法制備的薄膜質(zhì)量與基板溫??度和蒸鍍速率有關(guān)。但是由于多數(shù)聚合物在高溫下分子鏈會(huì)斷裂，所以本文中只??Ｉ丨］熱蒸發(fā)技術(shù)制備金屬電極薄膜。??ＩＩ??

柯機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一種向半導(dǎo)體中可控注入自由載流子的有源器件，向半??導(dǎo)體內(nèi)注入載流子的電極稱為源極，從半導(dǎo)體內(nèi)流出載流子的電極稱為漏極，下??面以底柵頂接觸結(jié)構(gòu)器件（圖２．４）為例，介紹其工作機(jī)理。絕緣層可以近似看作??平板電容器，其中下極板是柵極，上極板是半導(dǎo)體層。當(dāng)外加?xùn)艍海ǎ郑螅⿻r(shí)，絕??緣層起到平板電容器作用，半導(dǎo)體層內(nèi)靠近絕緣層位置感生出電荷柵極電壓??增加到１定值的時(shí)候，感生電荷數(shù)量足夠多，形成導(dǎo)電溝道，參與異電，使半導(dǎo)??體內(nèi)電阻率比不施加?xùn)艠O電壓時(shí)，發(fā)生量級(jí)的降低。通過(guò)調(diào)節(jié)柵極電壓，可以改??變絕緣層構(gòu)成的平板電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，溝道內(nèi)感生電荷的密嗖隨著電場(chǎng)??強(qiáng)度的改變而改變，從而影響導(dǎo)電溝道的寬窄，導(dǎo)致通過(guò)源漏電極的電流大小發(fā)??生變化，這樣，就可以通過(guò)控制柵極電壓，達(dá)到調(diào)節(jié)源漏電極之間電流的作用。??這個(gè)電極的名字“柵極”也因其具有“閥門”般的作用而得名


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