绝缘层的表面形貌、厚度等因素对有机薄膜晶体管起着非常关键的作用,直接影响到有源层材料在其上的分子排布方式和器件性能。所以对有机薄膜晶体管中绝缘层的研究具有很重要的意义。本论文主要从三个方面进行了研究:1.无机材料为绝缘层的有机薄膜晶体管的研究。我们比较了不同绝缘材料,以及不同制备方法的器件性能。首先,在硅片上用电子束制备的氮化硅和二氧化硅为绝缘层来制备并五苯OTFT。发现基于二氧化硅的器件性能较好,其迁移率为0.457 cm²/Vs,而Si₃N₄的为0.133 cm²/Vs,由原子力显微镜AFM图谱的分析,二氧化硅薄膜上制备的并五苯具有更好的成膜性。其次,用磁控溅射和电子束制备的氮化硅为绝缘层来制备器件,发现磁控溅射制备的氮化硅器件具有更小的漏电流和更大的开关电流比。2.有机材料为绝缘层的有机薄膜晶体管的研究。首先比较了基于PMMA和二氧化硅为绝缘层的器件性能,发现基于PMMA的器件性能更好,其迁移率、开关比和阈值电压分别为0.207 cm²/Vs、4.93×10³、-4.3V;而基于SiO₂为绝缘层的器件,其相关参数分别为0.039 cm²/Vs、5.98×10²、-5.4V。为找出性能差异的原因,我们分别测量了这两种绝缘层和在其上沉积并五苯薄膜后的AFM和XRD图谱,发现PMMA表面非常平整,其上生长的并五苯薄膜具有较好的成膜质量,并具有一定的晶体结构,更有利于空穴的传输。随后我们以基于PMMA为绝缘层的器件为例,分析了迁移率与工作电压的关系,发现场效应迁移率随源漏电压的增大而增大,随栅压的变化并非为常数。其次,我们制备了PMMA厚度分别为260 nm和340 nm的酞菁铜OTFT,发现厚度小的器件性能较好,其迁移率和开关比分别为1.278×10^-2cm²/Vs、9.2×10²,而厚度大的分别为1.554×10^-3cm²/Vs、1.45×10²。这是因为随绝缘层厚度的减小,单位面积的电容变大,相同的栅压下,将会吸引更多的空穴积累在沟道内。3.有机无机复合绝缘层有机薄膜晶体管的研究。本文制备了以氮化硅为第一绝缘层、PMMA为第二绝缘层的酞菁铜OTFT,发现器件性能得到很大提高。这一是由于PMMA对氮化硅表面进行了修饰;二是有机无机复合绝缘层的等效介电常数高于PMMA的介电常数,相同的栅压下能够吸引更多的空穴载流子,进而降低了器件的工作电压,提高了器件的输出电流。