[發(fā)明專利]一種有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110057566.4
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102683588A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 商立偉;姬濯宇;劉明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/10;H01L51/40
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

絕緣襯底；

形成于該絕緣襯底之上的柵電極；

覆蓋于該絕緣襯底及該柵電極之上的第一類柵介質(zhì)層；

形成于該第一類柵介質(zhì)層表面溝道區(qū)域兩側(cè)的源漏電極；以及

形成于該源漏電極之間溝道區(qū)域之上的堆疊結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述堆疊結(jié)構(gòu)由有機(jī)半導(dǎo)體層與第二類柵介質(zhì)層周期性交替堆疊而成，且有機(jī)半導(dǎo)體層位于該源漏電極之間溝道區(qū)域之上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述堆疊結(jié)構(gòu)的周期數(shù)至少為2個(gè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述有機(jī)半導(dǎo)體層和第二類柵介質(zhì)層的厚度均小于30nm，周期性堆疊結(jié)構(gòu)的總厚度小于源漏電極薄膜的厚度。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述有機(jī)半導(dǎo)體層與源漏電極的側(cè)壁接觸。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣襯底為長有氧化硅薄膜或氮化硅薄膜的硅片、絕緣玻璃或絕緣塑料薄膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵電極層采用的材料包括金、鋁、鉑、銅、銀、鎳、鉻、鈦、鉭和導(dǎo)電有機(jī)物PEDOT:PSS。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源漏金屬電極采用的材料包括金、鉑、銀、銅、鋁或PEDOT:PSS。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一類柵介質(zhì)層覆蓋于整個(gè)柵電極表面，隔離柵電極和源漏電極；第二類柵介質(zhì)層只存在于溝道區(qū)域，與有機(jī)半導(dǎo)體層接觸，并且與有機(jī)半導(dǎo)體層交替堆疊，形成周期性的結(jié)構(gòu)；

所述第一類柵介質(zhì)層和第二類柵介質(zhì)層采用的材料包括氧化硅、氮化硅、氧化鋯、氧化鋁、氧化鉭、氧化鉿、聚酰亞胺PI、聚乙烯吡硌烷酮PVP、聚甲基丙稀酸甲酯PMMA和聚對二甲苯parylene。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述有機(jī)半導(dǎo)體層采用的材料包括并五苯、金屬酞菁CuPc、P3HT、噻吩或紅熒稀。

11.一種制備有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括：

在絕緣襯底上制備圖形化的柵電極層；

在柵電極層上制備第一類柵介質(zhì)層，覆蓋整個(gè)樣品表面；

在第一類柵介質(zhì)層表面上制備圖形化的源漏電極；

在溝道區(qū)域之上交替制備有機(jī)半導(dǎo)體層和第二類柵介質(zhì)層，在溝道區(qū)域之上形成具有多個(gè)周期的堆疊結(jié)構(gòu)，完成器件的制備。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述在絕緣襯底上制備圖形化的柵電極層的步驟中，柵電極層的薄膜沉積方法包括真空熱物理沉積、電子束沉積、離子輔助沉積、濺射、噴墨打印或旋涂；金屬電極的圖形化采用光刻加刻蝕或者光刻加金屬剝離工藝；聚合物電極的制備采用噴墨打印工藝。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述在柵電極層上制備第一類柵介質(zhì)層的步驟中，第一類柵介質(zhì)層薄膜通過低壓化學(xué)氣相沉積、濺射、原子層沉積、電子束蒸發(fā)、離子輔助沉積或旋涂技術(shù)來制備。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述在第一類柵介質(zhì)層表面上制備圖形化的源漏電極的步驟中，源漏電極層的薄膜沉積方法包括真空熱物理沉積、電子束沉積、離子輔助沉積、濺射、噴墨打印或旋涂；金屬電極的圖形化采用光刻加刻蝕或者光刻加金屬剝離工藝；聚合物電極的制備采用噴墨打印工藝。

15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述在溝道區(qū)域之上交替制備有機(jī)半導(dǎo)體層和第二類柵介質(zhì)層的步驟中，有機(jī)半導(dǎo)層通過真空熱蒸發(fā)、旋涂、滴涂或噴墨打印工藝來制備，第二類柵介質(zhì)層通過低壓化學(xué)氣相沉積、濺射、原子層沉積、電子束蒸發(fā)、離子輔助沉積或旋涂技術(shù)來制備。