有机薄膜晶体管(OTFT)是有机集成电路的基本单元器件，而有机集成电路是实现低成本、柔性、便携、大面积电子产品的基础。为了把有机电路推向实用，人们开展了大量的研究，其中大部分的研究又以提高器件的迁移率和开关电流比、降低器件的阈值电压为主要目标。经过数十年的发展，有机半导体的研究不再局限于单器件的研究，集成电路的构建逐渐成为该领域的首要目标。围绕着OTFT的性能改善，本论文在OTFT的迁移率提高、工作电压降低、频率提高、及其集成电路制备等方面开展了以下创新研究：　　 1)、从理论和实验两个方面研究了OTFT的各向异性对器件迁移率的提高：　　 通过对原有的晶界捕获模型进行改进后提出了一个能够合理解释有机薄膜晶体管各向异性现象的理论模型。利用该模型对并五苯和酞菁铜器件进行了模拟，得到的结果与实验结果吻合的非常好。该模型准确地阐述了制备高有序、大晶粒、连续的有机半导体薄膜可以有效提高器件的移率的原因。提出了一种可重复和可控的提高OTFT迁移率的制备技术。在介质表面加工出具有特定取向的微台阶，真空沉积的有机半导体材料在这些台阶的诱导下会形成高度取向化的各向异性薄膜。基于这些薄膜的器件相比起没有取向的薄膜的器件，迁移率提高了数倍。　　 2)、采用新型high-k介质材料降低OTFT的工作电压：　　 采用一种新型的high-k介质材料：二氧化锆(ZrO2)，成功制备了酞菁铜和并五苯低电压OTFT。器件工作电压降低到-3V以内，阈值电压远低于在氧化硅(SiO2)介质上的器件的阈值电压。深入研究了退火处理对ZrO2单层介质薄膜性能的影响，结果表明在氮气(N2)中400℃退火30分钟的薄膜能够获得最佳的性能。单层的high-k介质薄膜由于表面粗糙度较大和缺陷较多，得到的器件迁移率并不是很高。通过在其表面旋涂一层聚合物介质PMMA形成双层结构介质能够大幅度降低表面粗糙度，改善载流子在沟道界面处的传输情况，从而提高器件的迁移率。　　 3)、通过缩小器件的沟道长度来提高OTFT的工作频率：　　 成功制备和表征了沟道长度从10μm到80μm的5种微米级并五苯p型OTFT和全氟酞菁铜n型OTFT，详细研究了器件性能随沟道长度的变化。研究发现随着器件的沟道长度的减小，器件的理论工作频率和截止频率均能够获得较大幅度的增加。微米级OTFT的理论工作频率可以达到数MHz以上，但由于寄生电容和互连延迟等造成其截止频率只有几百kHz，和环形振荡器电路实际测量得到的数据符合较好。　　 成功制备和表征了沟道长度从0.9μm到0.1μm的9种亚微米并五苯OTFT和全氟酞菁铜n型OTFT，并研究了其性能随沟道长度的变化。研究发现当沟道长度减小到一定数值以下时，亚微米OTFT的短沟道效应开始表现的比较明显，主要体现在输出曲线上饱和电流不饱和及亚阈值电流增大两个方面。通过采用硫醇修饰能够明显削弱器件的短沟道效应。根据转移线法(TLM)得到经过硫醇修饰金电极的p型亚微米OTFT的接触电阻为0.2 MΩcm，比未经修饰的器件下降了两个数量级。沟道长度减小到0.2μm以下时，器件截止频率比长沟道器件提高了一个数量级，达到1 MHz以上。而n型亚微米OTFT当沟道长度减小到0.2μm以下时，器件截止频率比长沟道器件提高了一个数量级，达到200 kHz以上。　　 4)、开发了两种不同的工艺技术来制备有机集成电路：　　 开发了基于镂空掩膜技术和CMOS技术的两种不同的制备有机电路的工艺路线，经过试验筛选出了相应的材料体系，并设计了一组有机电路，包括伞部基于p型OTFT和基于互补型晶体管的反相器、振荡器和译码器等。通过这两种工艺路线均成功制备反相器和振荡器等有机电路，其中反相器能够实现完整的电路功能，具有良好的电平反转功能。采用镂空掩膜技术制备的全部基于p型OTFT的反相器的增益达到1.2，而基于互补型晶体管的反相器的增益达到了2.5。而采用CMOS技术制备的全部基于p型OTFT的反相器增益达到了1.8。