CN102017209B - 有机薄膜晶体管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

有机薄膜晶体管，其包括：基板；设置在基板上方的源极和漏极，其间具有沟道区；设置在沟道区中的有机半导体层；栅极；和设置在有机半导体层和栅极之间的栅极电介质，其中栅极电介质包含交联聚合物和含氟聚合物。

Description

有机薄膜晶体管及其制造方法
技术领域
本发明涉及有机薄膜晶体管。 
背景技术
晶体管可分为两个主要类型：双极结晶体管和场效应晶体管。两种类型均具有包括三个电极的共同结构，其具有在沟道区中设置于其间的半导体材料。双极结晶体管的三个电极称为发射极、集电极和基极，而在场效应晶体管中，三个电极称为源极、漏极和栅极。由于在发射极和集电极之间的电流通过在基极和发射极之间流动的电流进行控制，因此双极结晶体管可描述为电流操作器件。相反，由于源极和漏极之间流动的电流通过栅极和源极之间的电压进行控制，因此场效应晶体管可描述为电压操作器件。 
根据是否包括分别传导正电荷载流子(空穴)或负电荷载流子(电子)的半导体材料，晶体管也可分成p型和n型。半导体材料可根据其接收、传导和给予电荷的能力进行选择。半导体材料接收、传导和给予空穴或电子的能力可通过将材料掺杂而增强。用于源极和漏极的材料也可根据其接收和注入空穴或电子的能力进行选择。例如，p型晶体管器件可通过选择在接收、传导和给予空穴方面有效的半导体材料，以及选择在从该半导体材料注入和接收空穴方面有效的源极和漏极材料而形成。电极中费米能级与半导体材料HOMO能级的良好能级匹配能增强空穴注入和接收。相反，n型晶体管器件可通过选择在接收、传导和给予电子方面有效的半导体材料，和选择在向该半导体材料注入电子和自该半导体材料接收电子方面有效的源极和漏极材料而形成。电极中费米能级与半导体材料LUMO能级的良好能级匹配能增强电子注入和接收。 
晶体管可通过在薄膜中沉积部件以形成薄膜晶体管来形成。当有机材料用作这种器件中的半导体材料时，其称为有机薄膜晶体管(OTFT)。OTFT可以通过低成本、低温方法如溶液加工进行制造。而且，OTFT与柔性塑料基板兼容，提供了在卷对卷工艺中在柔性基板上大规模制造OTFT的前景。 
有机薄膜晶体管的各种布置是已知的。一种该器件是绝缘栅场效应晶体管，其包括源极和漏极，具有沟道区中设置于其间的半导体材料，包括与半导体材料相邻设置的栅极和设置在栅极和沟道区中的半导体材料之间的绝缘材料层。 
这种有机薄膜晶体管的一个实例于图1中示出。所示结构可沉积在基板1上并包括源极和漏极2、4，该源极和漏极通过位于其间的沟道区分开。有机半导体(OSC)8沉积在沟道区中并可在源极和漏极2、4的至少一部分的上方延伸。介电材料的绝缘层10沉积在有机半导体8上方且可在源极和漏极2、4的至少一部分的上方延伸。最后，栅极12沉积在绝缘层10上方。栅极12位于沟道区上方并可在源极和漏极2、4的至少一部分的上方延伸。 
由于栅极位于器件的顶部侧，因此上述结构称为顶栅有机薄膜晶体管。如果源极/漏极触点位于OSC层下方，则器件可更加完整地描述为顶栅、底触点器件。顶栅、顶触点器件也是可以的，源极/漏极触点位于OSC上方。 
或者，还已知的是在器件底部侧上提供栅极以形成所谓的底栅有机薄膜晶体管。 
这种底栅有机薄膜晶体管的实例于图2中示出。为了更清楚地示出图1与图2中所示结构之间的关系，对于相应部分使用相同的附图标记。图2中示出的底栅结构包括沉积在基板1上的栅极12，其上沉积有介电材料的绝缘层10。源极和漏极2、4沉积在介电材料的绝缘层10上方。源极和漏极2、4通过在栅极上位于其间的沟道区间隔。有机半导体(OSC)8沉积在沟道区中且可在源极和漏极2、4的至少一部分的上方延伸。 
如果源极/漏极触点位于OSC层下方，则器件可更完整地描述为底栅、底触点器件。底栅、顶触点器件也是可以的，源极/漏极触点位于OSC上方。 
沟道的导电性可通过在栅极施加电压而改变。以这种方式，晶体管可使用所施加的栅极电压打开和关闭。 
电介质层包括从具有高电阻率的绝缘材料中选择的介电材料。尽管原理上需要具有高k值的材料，但是电介质的介电常数k通常约为2-3，因为对于OTFT可获得的电容与k成正比，且漏极电流ID与电容成正比。但是研究也已经表明，在很多情况下，OTFT的特性可通过较低k值的介电材料改善，就像下述氟化材料的情况一样。 
对于有机薄膜晶体管可获得的漏极电流与器件有源区(在源极和漏极之间 的沟道)中电介质的厚度成反比。由此，为了以低工作电压获得高漏极电流，有机薄膜晶体管在沟道区必须具有薄的电介质层。 
从上述内容可以看出，有机薄膜晶体管中的电介质及其与OSC形成的界面是确定有机薄膜晶体管工作特性的重要因素。这样，在现有技术中已经提出了用于电介质的多种材料和结构。 
在2001年公开的US6,265,243中，公开了一种OTFT，其中用氟化有机材料如氟化硅烷对电介质进行表面处理。给出二氧化硅、聚酰亚胺和聚乙烯基苯酚(PVP)作为电介质的合适材料。作为替代方案，还公开了用氟化有机材料如氟化硅烷处理电介质表面，介电材料可通过富含氟代烷基链的介电聚合材料替换。没有给出该替代性介电聚合材料的实例。 
Applied Physics Letters第85卷第12号第2283页(2004)记载了双层电介质。该文献记载了使用包括PVP和聚醋酸乙烯酯的双层作为这两层。 
2007年公开的US7,279,777在其背景技术部分涉及到前述文献US6,265,243，其公开了用于电介质层的基本未氟化的氰基官能聚合物，其优选包括可交联基团。也公开了多种未氟化的含苯乙烯的表面改性聚合物，用于与未氟化的氰基官能聚合物一起使用。其记载了相比对于在US6,265,243中公开的氟化电介质获得了高得多的迁移率。 
本发明实施方式的一个目的是提供一个或多个上述问题的解决方案。 
发明内容
本申请人已确定，存在对于OTFT栅极电介质有利的多种物理、化学和电特性。 
在物理特性方面，有利的是，电介质较薄从而以低工作电压实现高漏极电流，同时还提供不具有针孔缺陷的坚固连续层，对空气、水分以及其他化学污染物具有低渗透性，并提供与OTFT的有机半导体的良好、无缺陷的界面。还有利的是，电介质提供与栅极良好的粘附性以防止分层，同时还为有机半导体提供低接触角表面，从而防止有机半导体分子锁到(pinning)该表面上，使得它们更加自由地结晶从而提高迁移率。此外，有利的是，电介质容易地沉积以形成具有前述特性的膜而不损坏下部的层。 
在化学特性方面，有利的是，电介质对空气、水分和其他化学污染物是化 学惰性的，也不对OTFT的有机半导体提供化学污染。 
在电特性方面，有利的是，电介质具有高电阻系数以防止电流泄漏，并具有高介电常数k以保持高的栅电容并获得高的漏电流。同时，有利的是，电介质在与有机半导体的界面处具有低k表面，因为已经发现低k电介质改善有机半导体的形态并且与高k电介质表面相比具有减少数目的电荷陷阱。 
确定了电介质最好拥有的很多有利特性，本申请人评估了现有技术的布置并得出这样的结论：现有技术都不能完全满足所有所需要求。在背景技术部分讨论的现有技术中公开的最佳电介质是US7,279,777中公开的那些。如之前在背景技术部分指出的，它们包括用于电介质层的基本未氟化的氰基官能聚合物，其优选包括可交联基团。也公开了多种未氟化的含苯乙烯的表面改性聚合物，用于与未氟化的氰基官能聚合物一起使用。据记载，获得了与US6,265,243中公开的氟化电介质相比高得多的迁移率。 
本申请人已经认识到，US7,279,777中公开的优选的可交联聚合物将满足很多已经确定的所需的标准。 
可交联聚合物通常具有比非交联材料更高的物理、化学和热稳健性程度。尽管它们可从溶液容易地加工，但是交联使得该层不溶于进一步的溶剂暴露。交联聚合物在某些情况下也可具有良好的绝缘性质。 
US6,265,243中公开的氟化电介质也具有很多所需特性。这样，本申请人已经考虑的一个可能性是将这些文献的教导组合，使得为US7,279,777中公开的可交联聚合物提供氟化硅烷表面处理。但是，本申请人已认识到，即使采用该改进，也不能完全满足所有的所需要求。相反，本申请人已经认识到，将诸如US7,279,777中公开的交联聚合物的有利特性与氟化聚合物的有利特性组合将更好。 
与US6,265,243中公开的氟化硅烷相比，氟化聚合物可更容易地进行溶液加工，并且可通过例如旋涂或者喷墨印刷从溶液容易地沉积而不会损坏下部层。氟化聚合物可从溶剂例如氟化溶剂沉积，该氟化溶剂与溶解大部分有机半导体的溶剂正交。因此，当在顶栅结构中于有机半导体上方沉积氟化聚合物时，有机半导体不会再次溶解，得到清晰的、高质量OSC/电介质界面。而且，氟化聚合物提供卓越的表面特性，从而提供与有机半导体的更好的界面。特别是，极性表面基团的缺乏以及对可引起该极性基团的水蒸汽的耐性导致改善的OTFT 特性。 
尽管US6,265,243没有提及富含氟代烷基链的介电聚合物材料，但是该文献教导了可用富含氟代烷基链的介电聚合材料替代该电介质，作为用氟化硅烷处理电介质表面的替代方案。这样，该文献的教导远离本申请人将氟化聚合物的特征和交联聚合物的特征进行组合的发明构思。 
根据上述内容，根据本发明的第一方面，提供一种有机薄膜晶体管，其包括：基板；设置在基板上方的源极和漏极，其间具有沟道区；设置在沟道区中的有机半导体层；栅极；和设置在有机半导体层和栅极之间的栅极电介质，其中该栅极电介质包括交联聚合物和含氟聚合物。 
交联聚合物和含氟聚合物可提供在独立的层中，含氟聚合物设置在有机半导体层和交联聚合物层之间。优选地，交联聚合物层比含氟聚合物层厚。但是，这些层的厚度将取决于所使用材料的介电常数。因此，在某些实施方案中，含氟聚合物层可比交联聚合物层厚。含氟聚合物层可具有在50-300nm范围内的层厚度。交联聚合物层可具有在100-300nm范围内的层厚度。 
或者，可提供同时包含交联和氟的单层。该单层可具有在50-400nm范围内的厚度。在单层的实施方案中，交联和氟可以混合物形式提供在不同聚合物中或者其可提供在相同聚合物中，即交联含氟聚合物。如果提供独立的交联聚合物和独立的含氟聚合物，则交联聚合物和含氟聚合物的浓度可在整个电介质中变化，与有机半导体相邻含氟聚合物的浓度较高。这可通过以混合物形式从溶液沉积聚合物并使这些聚合物随着溶剂的蒸发而至少部分地发生相分离而实现。部分相分离将导致具有可变聚合物成分浓度的单层。完全相分离导致形成两个独立的层。或者，两种聚合物可在独立的步骤中沉积，一层在另一层上。 
含氟聚合物可具有1.9-2.3范围内的k值。 
根据一种实施方案，有机薄膜晶体管是底栅晶体管，其中栅极设置在基板上方，栅极电介质设置在栅极上方，并且源极和漏极以及有机半导体层设置在栅极电介质上方。 
根据一种替代实施方案，有机薄膜晶体管是顶栅晶体管，其中源极和漏极设置在基板上方，有机半导体设置在源极和漏极上方，栅极电介质设置在有机半导体上方，并且栅极设置在栅极电介质上方。 
也可能需要使电介质充当由例如发光显示器中的栅极金属化和源漏极金属 化限定的行和列之间的绝缘间隔物。这种情况下，根据本发明实施方案的电介质可降低行/列交叉点处的寄生电容、泄漏以及短路的可能性。而且，在一些区域中，稍后的金属化例如发光显示器中的阴极层可通过本发明实施方案的电介质与基板上的金属化很好地间隔。 
根据本发明的第二方面，提供一种制造顶栅有机薄膜晶体管的方法，该方法包括：提供包括源极和漏极的基板，其间具有沟道区；在沟道区中沉积有机半导体层；在有机半导体层上方沉积栅极电介质；并且在栅极电介质上方形成栅极，其中栅极电介质包括交联聚合物和含氟聚合物。 
根据本发明的第三方面，提供一种制造底栅有机薄膜晶体管的方法，该方法包括：提供包括栅极的基板；在栅极上方沉积栅极电介质；在栅极电介质上方形成源极和漏极，其间具有沟道区；并且在沟道区中沉积有机半导体层，其中栅极电介质包括交联聚合物和含氟聚合物。 
根据本发明的第四方面，提供一种有机薄膜晶体管，其包括：基板；设置在基板上方的源极和漏极，其间具有沟道区；设置在沟道区中的有机半导体层；栅极；和设置在有机半导体层和栅极之间的栅极电介质，其中栅极电介质包括交联聚合物和具有在1.9至2.3范围内的介电常数k的聚合物。 
根据本发明的第五方面，提供一种制造顶栅有机薄膜晶体管的方法，该方法包括：提供具有源极和漏极的基板，其间具有沟道区；在沟道区中沉积有机半导体层；在有机半导体层上方沉积栅极电介质；并且在栅极电介质上方形成栅极，其中栅极电介质包括交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的聚合物。 
根据本发明的第六方面，提供一种制造底栅有机薄膜晶体管的方法，该方法包括：提供包括栅极的基板；在栅极上方沉积栅极电介质；在栅极电介质上方形成源极和漏极，其间具有沟道区；并且在沟道区中沉积有机半导体层，其中栅极电介质包括交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的聚合物。 
第二至第六方面的实施方案可具有针对第一方面的实施方案所描述的一个或多个特征。 
附图说明
下面将仅以实例的方式参照附图更详细地说明本发明，附图中： 
图1示出了根据现有技术布置的顶栅有机薄膜晶体管结构； 
图2示出了根据现有技术布置的底栅有机薄膜晶体管结构； 
图3示出了根据本发明实施方案的顶栅有机薄膜晶体管结构； 
图4示出了根据本发明实施方案的底栅有机薄膜晶体管结构。 
具体实施方式
图3中示出的顶栅有机薄膜晶体管结构基本上与图1中所示结构相同，除了该电介质包括与有机半导体8相邻的第一电介质层10a和在第一电介质层10a和栅极12之间的第二电介质层10b。第一电介质层10a是含氟聚合物，第二电介质层10b是交联聚合物。 
相似地，图4中示出的底栅有机薄膜晶体管结构基本上与图2中示出的结构相同，除了该电介质包括与有机半导体8相邻的第一电介质层10a和在第一电介质层10a和栅极12之间的第二电介质层10b。同样，第一电介质层10a是含氟聚合物，第二电介质层10b是交联聚合物。 
本发明的实施方案提供了用于有机TFT的双层电介质体系，其包括： 
1.与OSC接触的含氟聚合物第一电介质层。OTFT沟道形成在OSC和该低k电介质层之间的界面处。含氟聚合物层也提供对水分和其他化学污染物(例如第二电介质层的交联副产物)的良好耐性，并且通过与OSC正交的含氟溶剂沉积。 
2.在第一电介质层和栅极金属之间的第二电介质层。该层是交联材料，具有卓越的薄膜绝缘体特性。该层降低了栅极泄漏并改善了物理稳健性。也选择具有与含氟聚合物相比较高表面能量的第二电介质层，以提高栅极金属与电介质表面的粘附性。 
本发明的实施方案使得可以将含氟聚合物的优势(稳定性、正交溶剂、低k)与交联材料的优势(高电阻系数、稳健性)组合。同时，本发明缓和了含氟聚合物电介质的劣势(提高的栅极泄漏、与栅极的不良粘附性)和交联材料的劣势(交联副产物与OSC的相互作用)。 
由于多种原因，含氟聚合物表现出作为有机TFT的电介质的良好前景： 
1.低k表面导致改善的稳定性和降低的对例如会损害OTFT性能的环境水分的敏感度。 
2.由于含氟聚合物溶解在氟化溶剂中，其与溶解大部分OSC的溶剂正交，因此能容易地制造顶栅OTFT而不会重新溶解OSC，这导致高质量的OSC/电介质界面。 
3.特别是对于底栅，低k电介质还能改善沉积在其顶部上的OSC材料的形态。低接触角表面防止OSC分子锁到该表面上，使得其更加自由地结晶。 
但是使用含氟聚合物电介质经历的问题包括： 
1.尽管通常公知含氟聚合物的高电阻系数，但是本申请人已发现当使用某些氟化电介质时其具有提高的栅极泄漏。这是由流延的含氟聚合物电介质薄膜中的针孔或者从流延工艺剩余的残余含氟溶剂导致的。 
2.含氟聚合物的低表面能引起栅极金属与栅极电介质表面的粘附问题。 
相反，本申请人已经发现交联电介质通常导致降低的栅极泄漏。交联电介质更普遍地用在底栅器件中，其中该电介质在OSC沉积之前加工。这一部分是由于如果该电介质用在顶栅器件中则交联反应的副产物会损害OSC，并特别会损害OSC电介质界面。 
本发明实施方案的双层电介质体系避免了前述问题，同时提供了全部优势。形成具有顶栅结构的OTFT的方法包括以下步骤： 
1.将OSC沉积到具有预先限定的源极/漏极触点的基板上。该基板可包括测试单元(test cell)或背板(backplane)阵列。根据特定OSC的需要实施干燥和退火。 
2.通过例如旋涂或喷墨印刷将“第一”电介质层沉积在OSC上。第一电介质优选是氟化聚合物例如聚四氟乙烯或CYTOP，其由氟化溶剂沉积。可需要干燥步骤以去除溶剂。 
3.可在第二和第一电介质之间包括中间粘附促进层。这种粘附促进层的实例是PVB(聚乙烯醇缩丁醛)。 
4.将“第二”电介质层沉积在“第”电介质层的顶部上。该层是交联层，例如BCB(苯并环丁烯)、交联PVP(例如与二氯硅烷或者聚蜜胺甲醛交联)或者聚降冰片烯基体系。该第一含氟聚合物层保护OSC免遭交联过程副产物引起的损害。交联可通过热(优选较低温度以降低对OSC以及含氟聚合物电介质的任何损害)、化学或者通过电磁辐射如UV或IR驱动。 
5.将栅极金属沉积在第二电介质层顶部上。 
在一种替代性布置中，交联含氟聚合物可发挥上述两个层的功能。合适的材料是聚(五氟代苯乙烯-共聚-甲基丙烯酸缩水甘油基酯)： 
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有机半导体材料可以是可溶液加工的，使得其可以通过例如旋涂或喷墨印刷直接地或者以前体形式从溶液沉积。由于已经证明其是良好的可溶液加工材料，有机半导体材料可包括聚合物、低聚物或者树枝状化合物。也可使用小分子OSC材料，例如可溶并五苯衍生物。很多这种半导体材料在现有技术中是已知的，例如用在有机发光器件中的共轭聚合物。该OSC也可通过诸如用于沉积并五苯的真空沉积进行沉积。 
可使用现有技术中已知的其它简单的图案化技术来印刷或者沉积栅极。 
双层电介质可用于降低器件例如显示器(例如有源矩阵有机发光显示器)中较低和较高水平金属化之间的轨道泄漏(track leakage)。 
可用于本发明的材料和工艺的进一步细节将在下文中列出。 
基板
基板可为刚性的或柔性的。刚性基板可选自玻璃或硅，柔性基板可包括薄的玻璃或塑料，如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)PEN、聚碳酸酯和聚酰亚胺。 
有机半导体材料可通过使用合适的溶剂而变得可溶液加工。示例性的溶剂包括单烷基苯或多烷基苯，例如甲苯和二甲苯；四氢化萘和氯仿。优选的溶液沉积技术包括旋涂和喷墨印刷。其他溶液沉积技术包括浸渍涂布；辊印；和丝网印刷。在溶液由喷嘴分配的情况下，则印刷工艺可是连续的或是不连续的。例如，在连续工艺中，可由喷嘴分配有机半导体材料的连续带，而在不连续印刷工艺中则由喷嘴分配不连续液滴。 
有机半导体材料
优选的有机半导体材料包括小分子，例如任选取代的并五苯；任选取代的聚合物如聚亚芳基类，特别是聚芴和聚噻吩；和低聚物。可使用材料的混合物，包括不同材料类型的混合物(例如聚合物和小分子的混合物)。 
源极和漏极
对于p沟道OTFT，优选地，源极和漏极包括具有大于3.5eV的功函数的高功函数材料，优选金属，，例如金、铂、钯、钼、钨或铬。更优选地，该金属具有4.5到5.5eV范围内的功函数。也可使用其他合适的化合物、合金和氧化物，例如三氧化钼和氧化铟锡。源极和漏极可通过热蒸发沉积并使用本领域公知的标准光刻和剥离技术图案化。可对源极漏极触点施加自组装单层或其他表面处理以改善电荷注入。 
或者，导电聚合物可沉积为源极和漏极。这种导电聚合物的一个实例是聚(乙烯二氧噻吩)(PEDOT)，尽管本领域中还已知其他导电聚合物。这种导电聚合物可通过使用例如旋涂或喷墨印刷技术和上述其他溶液沉积技术从溶液沉积。 
对于n沟道OTFT，优选地，源极和漏极包括诸如具有低于3.5eV功函数的金属的材料，例如钙或钡，或者是金属化合物的薄层，特别是碱金属或碱土金属的氟化物或氧化物例如氟化锂、氟化钡和氧化钡。或者，导电聚合物可沉积为源极和漏极。 
源极和漏极优选由相同材料形成以便于制造。但是应当理解，源极和漏极可由不同材料形成以分别优化电荷注入和引出。 
限定在源极和漏极之间的沟道长度可最高达500微米，但是优选该长度小于200微米，更优选小于100微米，最优选小于20微米。 
栅极
栅极可选自宽范围的导电材料，例如金属(例如金)或金属化合物(例如氧化铟锡)。或者，导电聚合物可沉积为栅极。这种导电聚合物可使用例如旋涂或喷墨印刷技术以及上述其他溶液沉积技术从溶液沉积。 
栅极、源极和漏极的厚度可在5-200nm的范围内，但是通常通过例如原子力显微镜(AFM)所测量的为50nm。 
其他层
在器件结构中可包括其他层。例如，自组装单层(SAM)可沉积在栅极、源极或漏极、基板、电介质或者有机半导体材料上，以便在需要的情况下提高结晶度、降低接触电阻、修复表面特性和提高粘附性。用于这种单层的示例性材料包括具有长烷基链的氯硅烷或者烷氧基硅烷，例如十八烷基三氯硅烷。 
OTFT应用
根据本发明实施方案的OTFT具有宽范围的可能应用。一个这种应用是驱动光学器件、优选是有机光学器件中的像素。OTFT特别适合于与有源矩阵有机发光器件一起使用，例如用在显示器应用中。有机发光器件包括阳极、阴极和其间的包含有机发光材料的层，当横跨阳极和阴极施加电势差时该发光材料发光。除了发光材料层之外，电荷传输或阻挡层或者激子阻挡层可提供在阳极和阴极之间。 
此外，OTFT可用在使用有机光敏器件的有源矩阵光检测器阵列中。如果与闪烁材料结合使用，则这种阵列可用作图像扫描器或者X射线成像器件。 
根据本发明实施方案的有机薄膜晶体管与有机发光显示器具有很多共同结构特征，且可使用相似的技术和材料形成。例如，本发明的电介质可由与用于限定有机发光显示器像素的围堰(bank)结构相同的材料形成并且由此可形成为共同层。这样，根据一种有利的布置，有机薄膜晶体管和有源矩阵有机发光显示器的有机发光像素形成在共用基板上，并且本文中讨论的电介质形成用于有机发光像素的围堰结构。 
应当理解，包括OTFT和任选的有源像素区域(例如发光或光敏像素区域)的像素电路可包括其他元件。特别是，OLED像素电路可包括根据本发明的OTFT作为驱动晶体管，并将通常包括除了驱动晶体管之外的至少一个其他(有机或无机)晶体管和至少一个电容。 
虽然已经参考其优选实施方案示出并描述了本发明，但本领域技术人员将理解，其中可作出形式和细节上的多种改变而不超出由所附权利要求限定的本发明的范围。 

Claims (12)

1.有机薄膜晶体管，其包括：基板；设置在基板上方的源极和漏极，其间具有沟道区；设置在沟道区中的有机半导体层；栅极；以及设置在有机半导体层和栅极之间的栅极电介质，其中栅极电介质包含交联聚合物和含氟聚合物，
其中栅极电介质为单层，该单层包含交联聚合物和含氟聚合物两者，并且其中交联聚合物和含氟聚合物提供为独立的聚合物。
2.根据权利要求1的有机薄膜晶体管，其中交联聚合物和含氟聚合物在整个栅极电介质中改变浓度，与有机半导体层相邻的含氟聚合物的浓度较高，该浓度随着与有机半导体层的距离增加而降低。
3.根据权利要求1或2的有机薄膜晶体管，其中该有机薄膜晶体管是底栅晶体管，其中栅极设置在基板上方，栅极电介质设置在栅极上方，并且源极和漏极以及有机半导体层设置在栅极电介质上方。
4.根据权利要求1或权利要求2的有机薄膜晶体管，其中该有机薄膜晶体管是顶栅晶体管，其中源极和漏极设置在基板上方，有机半导体层设置在源极和漏极上方，栅极电介质设置在有机半导体层上方，并且栅极设置在栅极电介质上方。
5.制造顶栅有机薄膜晶体管的方法，该方法包括：提供包含源极和漏极的基板，其间具有沟道区；在沟道区中沉积有机半导体层；在有机半导体层上方沉积栅极电介质；并且在栅极电介质上方形成栅极，其中栅极电介质包含交联聚合物和含氟聚合物，
其中栅极电介质为单层，该单层包含交联聚合物和含氟聚合物两者，并且其中交联聚合物和含氟聚合物提供为独立的聚合物。
6.制造底栅有机薄膜晶体管的方法，该方法包括：提供包含栅极的基板；在栅极上方沉积栅极电介质；在栅极电介质上方形成源极和漏极，其间具有沟道区；并且在沟道区中沉积有机半导体层，其中栅极电介质包含交联聚合物和含氟聚合物，
其中栅极电介质为单层，该单层包含交联聚合物和含氟聚合物两者，并且其中交联聚合物和含氟聚合物提供为独立的聚合物。
7.根据权利要求5或6的方法，其中将可交联聚合物和含氟聚合物从溶液中以混合物形式沉积，并且其中可交联聚合物和含氟聚合物在沉积之后部分地发生相分离。
8.根据权利要求7的方法，其中可交联聚合物在沉积之后交联以形成交联聚合物。
9.根据权利要求7的方法，其中含氟聚合物和有机半导体从正交溶剂沉积。
10.有机薄膜晶体管，包括：基板；设置在基板上方的源极和漏极，其间具有沟道区；设置在沟道区中的有机半导体层；栅极；和设置在有机半导体层和栅极之间的栅极电介质，其中栅极电介质包含交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的含氟聚合物，
其中栅极电介质为单层，该单层包含交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的含氟聚合物两者，并且其中交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的含氟聚合物提供为独立的聚合物。
11.制造顶栅有机薄膜晶体管的方法，该方法包括：提供包含源极和漏极的基板，其间具有沟道区；在沟道区中沉积有机半导体层；在有机半导体层上方沉积栅极电介质；并且在栅极电介质上方形成栅极，其中栅极电介质包含交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的含氟聚合物，
其中栅极电介质为单层，该单层包含交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的含氟聚合物两者，并且其中交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的含氟聚合物提供为独立的聚合物。
12.制造底栅有机薄膜晶体管的方法，该方法包括：提供包含栅极的基板；在栅极上方沉积栅极电介质；在栅极电介质上方形成源极和漏极，其间具有沟道区；并且在沟道区中沉积有机半导体层，其中栅极电介质包含交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的含氟聚合物，其中栅极电介质为单层，该单层包含交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的含氟聚合物两者，并且其中交联聚合物和具有1.9至2.3范围内的介电常数k的含氟聚合物提供为独立的聚合物。
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