.22.
材料导报A：综述篇
2013年1月（上)第27卷第1期
有机电介质对场效应晶体管性能的影响
张蕊蕊，张小娇，林在伟，李建保
（海南大学材料与化工学院，海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室，海口570228）
电介质层是有机场效应晶体管(OFETs)的重要组成部分，其材料选择影响着器件的性能。简要介绍了
摘要
有机场效应晶体管，总结了电介质层对器件性能的影响（包括介电常数、电介质表面粗稳度、电介质表面能及处理工艺)，并探讨了近年来常用作电介质的材料。
关键词有机场效应晶体管电介质常用电介质材料
中图分类号：TN304.5
文献标识码：A
TheEffect of Organic Gate-dielectric onField-effectTransistorCharacteristics
ZHANGRuirui,ZHANGXiaojiao,LIN Shiwei,LI Jianbao
(MOE Key IL.aboratory for Application Technology of Chemical Materials in Hainan Superior Resources, School of
Materials and Chemical Engineering, Hainan University, Haikou 570228)
Abstract
The dielectric layer is an important part of the organic field-effect transistors(OFETs), The selection
of dielectric material impacts on the performance of OFETs, A brief introduction to organic field-effect transistors is presented. The influence of dielectric layer(including dielectric constant, surface roughness of dielectric, surface ener gy of dielectric,and process) on device performance is summarized, The commonly used dielectric materials are dis-cussed.
Key words
0引言
organic field-effect transistors, dielectric, commonly used dielectric materials
条件2·%、电介质层的性质等。电介质层作为OFETs的重要组成部分，其材料的选择和表面性质对OFETs的性能有
有机场效应晶体管（Organicfield-effecttransistors，OF ETs)中半导体层是有机材料，通过电场来控制输出电流，属于电压控制型器件。OFETs具有制作工艺简单、成本低、质量轻、柔性好等优点[1-6]，因而被广泛用作智能卡、电子商标、存储器、传感器和有源矩阵显示器等[3.7-3]，成为未来电子行业的重要元件。
衡量OFETs性能的主要参数有迁移率、阔值电压和开关比等。其中，迁移率()是指单位电场下载流子的平均移动速度，"越高，OFETs响应越快，开关速度越高；阀值电压(V-)即晶体管导电沟道形成时的栅-源电压，一般要求越小越好，是衡量器件稳定性的重要参数；开关比（Ios/IF）为固定源-漏电压的情况下，工作在饱和状态时的源漏电流（Icn）与栅电压为零时的源漏电流（I(FF)的比值，Ion/IoF越高就表示器件的切换速度越快，控制显示效果越好。在实际应用中,要求μ>1cm/(V·s),V<20V,lo/I>10°。但是， OFETs通常μ较低（一般小于1cm/(V·s))、V较高（约 30～50V)[]、空气稳定性较差1.，使得OFETs的应用受到很大的限制。大量的研究发现，影响OFETs性能的主要因素有电极-半导体接触的接触电阻[22)]、沟道长度[23.21]、制备
很大的影响：高介电常数的电介质可以使器件获得较低的操作电压和阀值电压；电介质的表面粗糙度和表面能影响着器件半导体层的性质和电荷注人半导体层的难易程度。
电介质材料分为有机电介质材料和无机电介质材料。与无机电介质材料相比，有机电介质材料具有以下优点：材料种类丰富，表面粗糙度低，表面缺陷密度低，杂质浓度低，适用于低温溶液加工技术，成本低。并且，有机电介质材料与有机场效应晶体管柔性基底有很好的相容性，在柔性电子应用中显示出极大的潜力。因此，研究有机电介质材料和电介质的改性方法成为近年来的热点。本文总结了电介质层对器件性能的影响，介绍了近年来常用的电介质材料。
电介质层对OFETs性能的影响
OFETs主要由半导体层、电介质层、源极、漏极和栅极组成。根据参与导电的载流子不同，场效应晶体管可分为以空穴为载流子的p型器件和以电子为载流子的n型器件；根据电极所处的位置不同，可分为上电极结构和下电极结构，如图1所示。由于（FETs中载流子主要是在临近电介质-侧的2～6个有机半导体分子层中传输，因此电介质层的结
*教育部新世纪优秀人才支持计划项目（NCET-09-0110)；教育部留学回国人员科研启动基金
张募募：女，1987年生，硕士生，主要从事场效应品体管方面的研究
E-mail: zzhangruil997@sina, com
林伟；通讯作者，男，
Tel: 0898-66276115E-mail, linsw@hainu, edu, cn
1977年生，教投，研究方向为率导体材料与纳米电子器件