微电子聚合物电介质材料特点

微电子聚合物电介质材料特点-印刷电子材料技术

  优化以及控制这些参数是生产出能够满足性能要求的电路的关
键，同时需达到所要求的工艺成品率使电子品印刷成为现实。
  印刷晶体管：材料
  正如之前所讨论的，印刷电子材料发展得越发活跃，并且发展
了多种类别的印刷材料。由于目前可印刷的材料发展非常迅速，

  1．可印刷的半导体
  在可印刷电子材料中，最活跃的研究领域是可溶液加工的(即
具有潜在的可印刷性的)半导体。通常．可印刷半导体中的材料发
展可分为：(1)可溶性有机半导体，(2)可溶性有机半导体前驱物．
(3)可溶性无机半导体前驱物。
  2．可溶性有机半导体
  可印刷半导体的大部分工作集中在可溶性有机半导体的发展上，
包括聚合物，可溶性寡聚物以及可溶性小分子。一般来说，聚合物
方面的工作主要集中于聚噻吩和聚芳胺上，这是因为这些材料通常
比其他聚合物具有更高的电子迁移率。
  可印刷电介质
  在印刷晶体管中，电介质一般被用作栅介质。电介质能较好地耦
合栅电极和沟道材料，因而保证了印刷晶体管良好的静电感应作用
。为此通常需要采用尽可能薄的电介质．以确保栅和沟道最大的耦
合作用。此外．电介质与沟道间必须具有较好的界面．并且能够整
合进印刷设备的结构中．且尽可能减小其上／下层的劣化。
  聚合物电介质
  由于聚合物能用于构成可印刷半导体．冈而也能用于构成电介
质。在传统的微电子领域，聚合物电介质也被广泛应用。在印刷电
子品的应用中，聚合物电介质也A然成为印刷晶体管的一种选择。
在印刷晶体管中，多种种类的聚合物电介质都被广泛地研究。其中
包括聚酰亚胺以及聚四乙基苯酚(PVP)的聚合物电介质。通常，这
些电介质主要有以下特性：
  溶液加工性——出于成本考虑，迫切需要发展一些有可印刷的
电介质。因此，正如上述对于半导体的讨论．我们也迫切需要发展
一些可溶液加工的电介质材料。尤其是电介质的应用，溶液加工技
术必须非常完善，避免产生任何针孔、裂缝等，这一点十分重要
．因为这些缺陷可能会引发短路。
  热量兼容性——为了提升电子硬件的强度，大多被普遍研究的
电介质材料，包括上文提到的聚酰亚胺和聚四乙基苯酚等在印刷后
需要进行煅烧。而煅烧的目的各不相同。在有些材料中．煅烧是用
于蒸发残余溶剂。对于其他材料(像上文提到的聚酰亚胺和聚四乙
基苯酚)。煅烧可用于进行化学转化，例如发生交联反应。在任何
情况下．在所有的印刷层进行热处理时，热处理过程必须与衬底相
互兼容。
  频率特性——聚合物电介质通常在电特性七表现出频率依赖特
性。举例来说。许多聚合物由于分散效应．在高频率下介电常数有
很大的衰减。因此介电性能必须和应用所需频率相匹配。
  界面特性一电介质的界面对于设备的性能有很大的影响。在电
介质半导体界面的高陷阱密度会造成设备性能的显著下降。另外．
界面可能改变其自身的形貌以及填充结构(例如，在底栅型结构中
，半导体沉积在电介质上面。闪此，南于电介质会对半导体初始几
层的结构产生模板效应，电介质对半导体堆积具有很强的影响)。

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