聚偏氟乙烯〔PVDF〕及其共聚物于半導(dǎo)體、微行業(yè)主要用途，源于其優(yōu)秀鐵電性、壓電性、高介電常數(shù)還有優(yōu)良柔韌性、化學(xué)穩(wěn)固性。其用途并非作為有源半導(dǎo)體材料，而是作為功能性介電層、鐵電層或壓電層，、半導(dǎo)體材料結(jié)合以生產(chǎn)特種器件。

 1. 作為柵極介電層，用于低電壓晶體管

PVDF基聚合物〔如P(VDF-TrFE)〕因其高介電常數(shù)，被大量用作有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管〔OFET〕、二維半導(dǎo)體晶體管柵極介電層，能很好降低器件工作電壓。

   有機(jī)、柔性晶體管：研究表明，使用PVDF-TrFE作為柵介質(zhì)，并采用特殊“紋理極化”工藝，可以顯著改善OFET性能，獲得高開關(guān)比、遷移率。另外，PVDF也可用作柔性基板上介電層，通過、其他聚合物共混來(lái)平整界面，提升電荷傳輸性能。

   二維半導(dǎo)體器件：PVDF基鐵電聚合物、二維半導(dǎo)體〔如石墨烯〕結(jié)合，可用于生產(chǎn)性能很好晶體管、光電探測(cè)器。

   復(fù)合介電層：將PVDF、納米顆?！踩鏑uO〕復(fù)合制成高介電常數(shù)納米復(fù)合材料，可作為柵介質(zhì)用于生產(chǎn)高遷移率、低工作電壓薄膜晶體管。

 2. 用于金屬-不導(dǎo)電體-半導(dǎo)體〔MIS〕電容器

PVDF可作為制備高介電常數(shù)不導(dǎo)電層輔助材料。例如，通過靜電紡絲PVDF基溶液并后續(xù)熱處理，可于硅片上制備多孔TiO?介電層，用于構(gòu)建性能很好MIS電容器。這種方法成本低，無(wú)需真空設(shè)備，為下一代器件小型化提供了也許。

 3. 于鐵電存儲(chǔ)器中用途

利用PVDF鐵電特性，可以構(gòu)建金屬-鐵電體-不導(dǎo)電體-半導(dǎo)體〔MFIS〕 結(jié)構(gòu)，用于非易失性鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管〔FeFET〕或存儲(chǔ)器。鐵電層極化反轉(zhuǎn)可以調(diào)制半導(dǎo)體溝道導(dǎo)電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。早期研究也探索過PVDF薄膜、硒化銦〔InSe〕層狀半導(dǎo)體形成異質(zhì)結(jié)，其電學(xué)性質(zhì)受PVDF極化狀態(tài)調(diào)控，顯示出于新型存儲(chǔ)或頻率相關(guān)器件中用途潛力。

 4. 于壓電/柔性傳感器、半導(dǎo)體集成

PVDF壓電特性使其作為生產(chǎn)柔性壓力、應(yīng)變傳感器理想材料。這些傳感器常要、信號(hào)處理電路集成。壓電學(xué)〔Piezotronics〕 器件將PVDF壓電材料壓電勢(shì)作為“柵極”信號(hào)，直接調(diào)控半導(dǎo)體結(jié)〔如ZnO〕載流子輸運(yùn)，從而制備出對(duì)壓力、應(yīng)變敏感智能傳感器、二極管，此類器件屬于第三代半導(dǎo)體器件很大分支。

 總結(jié)

總來(lái)說，PVDF于半導(dǎo)體行業(yè)用途主要集中于以下幾個(gè)方向：

   功能介電材料：作為高介電常數(shù)或鐵電柵介質(zhì)，用于低功耗、柔性晶體管及存儲(chǔ)器。

   工藝輔助材料：作為前驅(qū)體或模板，輔助制備性能很好無(wú)機(jī)介電層。

   智能傳感材料：作為壓電功能層，、半導(dǎo)體結(jié)合生產(chǎn)自供電、高靈敏傳感、邏輯器件。

要注意是，PVDF這些用途多見于有機(jī)、柔性、特種傳感器及新興存儲(chǔ)器前沿行業(yè)，而非傳統(tǒng)硅基CMOS集成電路主流工藝。其價(jià)值于于為器件帶來(lái)了可彎曲、低電壓、傳感、存儲(chǔ)一體化新功能。

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