场效应晶体管是利用电场来控制固体材料导电性能的有源器件。根据材料不同,场效应晶体管可分为有机场效应晶体管(OFET)和无机场效应晶体管,其中有机场效应晶体管又称为有机薄膜晶体管,是以有机半导体材料作为有源层材料的晶体管器件。
场效应晶体管是晶体管的一种,凭借其体积小、功耗低、稳定性高等优势,场效应晶体管已成为微电子领域重要元件之一。随着市场发展,无机场效应晶体管已接近小型化极限,不能满足日益升级的市场需求,在此背景下,具有材料来源广、成本低、适合大批量生产、与柔性衬底兼容等优势的有机场效应晶体管引起国内外研究人员关注。
根据新思界产业研究中心发布的《
2022-2027年有机场效应晶体管(OFET)行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,与传统无机场效应晶体管相比,有机场效应晶体管可满足更高的柔性化、小型化需求,其中电子皮肤、柔性显示、柔性储存、可穿戴设备、有机发光、电子纸、柔性电子标签、智慧医疗等领域展现出了巨大应用前景。
有机半导体材料是有机场效应晶体管的核心部分,其可分为有机小分子化合物、高分子聚合物、低分子聚合物三大类。经过多年发展与积累,全球在有机场效应晶体管研究方面取得巨大进步,但由于场效应晶体管仍存在种类有限、器件寿命较短、稳定性不足等问题,有机场效应晶体管仍未实现实用化,优化有机场效应晶体管结构、提高其性能仍是目前研究重点方向。
有机场效应晶体管通常由源极、漏极、栅极、有机半导体层、栅绝缘层等部分组成。根据类型不同,常见有机场效应晶体管主要分为6种,分别为底栅页接触式、底栅底接触式、顶栅顶接触式、顶栅底接触式、双栅结构、垂直结构。6种类型有机场效应晶体工作原理相似,但又各具特点,其中垂直结构更适合高频工作环境,顶栅结构有助于解决器件性能退化问题,双栅结构有调节开态电流和开启电压等功能。
新思界
行业分析人士表示,在国际市场上,有机场效应晶体管相关企业有TCI America、Ossila、Tokyo Chemical、J&K Scientific、Smithers Rapra Technology等。有机场效应晶体管可实现电子器件小型化、柔性化需求,其应用前景十分广阔,但受技术、材料限制,目前有机场效应晶体管实用化程度仍较低,未来市场有待进一步开发。