有機(jī)場效應(yīng)晶體管（OFETS）是一種有源器件，能夠通過改變柵極電壓來改變半導(dǎo)體層的導(dǎo)電能力，從而控制通過源漏電極的電流。作為電路中的基本單元，有機(jī)場效應(yīng)晶體管具有功耗低、阻抗高、柔性、低成本、可大面積生產(chǎn)等優(yōu)勢，得到了廣泛關(guān)注并取得長足的發(fā)展。它的組成元器件主要包括電極、有機(jī)半導(dǎo)體、絕緣層和襯底，它們對OFET的性能有著非常重要的影響。電極、有機(jī)半導(dǎo)體、絕緣層和襯底部分都可以通過PLASMA等離子處理，提升材料的性能。
一、襯底材料 ——PLASMA等離子處理，去除襯底表面雜質(zhì)，提高表面活性
襯底一般在晶體管的層，在器件中主要起著支撐的作用。包含材料：玻璃、硅片、石英、聚碳酸酯（PC）、聚乙烯萘（PEN）、聚酰亞胺（PI）、聚乙烯（PET）等可用作OFET的襯底材料。無機(jī)襯底具有熔點(diǎn)高，表面光滑等優(yōu)點(diǎn)，比如玻璃，硅片和石英。聚合物襯底雖然表面粗糙，但這些材料的突出優(yōu)點(diǎn)是柔性可彎曲，比如聚乙烯萘（PEN），聚乙烯（PET）。在準(zhǔn)備階段，需要對襯底材料進(jìn)行PLSAMA等離子處理，去除襯底表面雜質(zhì)，提高表面活性，可選用善準(zhǔn)VP-S、VP-R/RS、VP-Q系列真空等離子處理儀來處理襯底材料。
二、電極材料——PLASMA等離子處理，提高功函數(shù)
電極是有機(jī)場效應(yīng)晶體管（OFET）中另一個(gè)重要的組成部分。在有機(jī)半導(dǎo)體/電極界面處，一般認(rèn)為當(dāng)界面勢壘高度△E＜0.4eV時(shí)，電極與有機(jī)半導(dǎo)體層之間能形成歐姆接觸，對于P型OFET，已占軌道(HOMO)能級處于-4.9eV到-5.5eV之間，需選用功函數(shù)較高的材料，常用的有Au（-4.8eV-5.1eV）和ITO（-5.1eV）。一般的ITO的功函數(shù)偏低，需要提高功函數(shù)，因此可以使用善準(zhǔn)13.56MHz頻率VP-R/RS真空等離子處理儀來提高ITO的功函數(shù)。
三、絕緣層材料—— PLASMA等離子修飾二氧化硅表面，提高相容性
在器件工作時(shí)，電荷主要在半導(dǎo)體與絕緣層界面上積累并傳輸，為保證柵電極與有機(jī)半導(dǎo)體間的柵極漏電流較小，要求絕緣層材料具有較高的電阻，亦即要求具有很好的絕緣性。目前常用的絕緣層材料主要是無機(jī)絕緣層材料，如無機(jī)氧化物，其中二氧化硅是有機(jī)場效應(yīng)晶體管中普遍采用的絕緣層，但由于二氧化硅的表面存在一定的缺陷，加上它與有機(jī)半導(dǎo)體材料的相容性較差。因此需要用等離子處理對二氧化硅表面進(jìn)行修飾，經(jīng)試驗(yàn)可知頻率13.56MHz的VP-R/RS系列處理效果較好。
四、有機(jī)半導(dǎo)體材料—— PLASMA等離子活化和改性處理，提高遷移率
目前，有機(jī)半導(dǎo)體材料主要分為小分子及聚合物兩大類。從溝道載流子角度區(qū)分，有機(jī)半導(dǎo)體可分為P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子為空穴，N型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子為電子。P型半導(dǎo)體除了必需的穩(wěn)定性外，還要具備以下幾個(gè)條件：（1）HOMO 能級較高，有利于和電極形成歐姆接觸，以便空穴順利注入；（2）具有較強(qiáng)的給電子能力。常用材料包括：稠環(huán)芳香烴，如并五苯（Pentacene）、紅熒烯（Rubrene）；聚合物，如聚（3-己基噻吩）（P3HT），可以通過等離子處理對有機(jī)半導(dǎo)體進(jìn)行活化和改性。同時(shí)，通過等離子修飾的絕緣層表面，有利于有機(jī)材料沉積更均一性，更平整，這樣大大提高了器件的遷移率，提高器件的性能，經(jīng)過測試善準(zhǔn)VP-R和VP-Q系列對有機(jī)半導(dǎo)體活化和改性效果明顯，能很好地提升材料的性能。
綜上所述，有機(jī)場效應(yīng)晶體管的組成元器件電極、有機(jī)半導(dǎo)體、絕緣層和襯底，都可以通過PLASMA等離子處理，提升材料的性能，善準(zhǔn)PLASMA真空等離子處理儀有三大系列，對應(yīng)的頻率是40KHz、13.56MHz和2.45GHz，不同的材料類型需要選擇適合的PLASMA等離子處理儀，具體怎么選型可以參考SUNJUNE善準(zhǔn)公眾號之前發(fā)的文章《真空等離子處理儀選型指南》或者直接與廣州善準(zhǔn)聯(lián)系，2019年12月12月-2019年12月15日，廣州善準(zhǔn)將參加由北京大學(xué)深圳研究生院主辦的第二屆全國有機(jī)場效應(yīng)晶體管會議(OFET-2)，歡迎各參會老師在現(xiàn)場與我司工程師面對面交流。
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