[發(fā)明專利]高性能底接觸有機薄膜晶體管

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110183353.6
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN102856496A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 李元元
• 申請（專利權(quán)）人: 康佳集團股份有限公司
• 主分類號: H01L51/10
• 分類號: H01L51/10;H01L51/05
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 孫皓;林虹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導體晶體管，特別是一種高性能底接觸有機薄膜晶體管。

背景技術(shù)

有機薄膜晶體管(OTFT)是實現(xiàn)低成本大面積柔性驅(qū)動電路的最佳解決方法，但目前OTFT的器件性能還達不到商業(yè)化要求，其中一個主要原因就是以OTFT為基礎的電路需要采用底接觸結(jié)構(gòu)的OTFT，而底接觸結(jié)構(gòu)的OTFT制備中，在形成有機半導體功能層之前，器件的源漏電極會事先在絕緣柵介質(zhì)上做好，然后再生長或者沉積有機半導體材料層。生長后的有機半導體材料層會直接覆蓋在源漏電極上面形成電極與半導體材料的接觸，由于電極結(jié)構(gòu)一般邊緣比較陡直，因此有機分子難以與電極邊緣形成良好的結(jié)合，導致空穴的注入面積過小。而且由于電極材料的功函數(shù)一般較有機半導體材料的最高空位軌道能級(HOMO)要低，也不便于形成良好的歐姆接觸。這就造成了底接觸結(jié)構(gòu)的OTFT性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高性能底接觸有機薄膜晶體管，要解決的技術(shù)問題是增大載流子的注入面積，減小器件電極與功能層材料之間的接觸電阻，降低TFT溝道有機半導體材料與電極之間的功函數(shù)差。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高性能底接觸有機薄膜晶體管，由襯底、設在襯底上表面的柵介質(zhì)層、設在柵介質(zhì)層上的有機功能層及設在有機功能層內(nèi)與柵介質(zhì)層相接觸的電極組成，所述電極4與柵介質(zhì)層之間設有有機犧牲層。

本發(fā)明的有機犧牲層是有機小分子半導體材料。

本發(fā)明的有機小分子半導體材料為肽箐類半導體材料。

本發(fā)明的有機犧牲層的厚度是30nm。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用在電極與柵介質(zhì)層的接觸面設置一層有機犧牲層，改善有機半導體材料與電極之間的接觸，從而改善載流子的注入電阻。該方案實現(xiàn)了頂接觸結(jié)構(gòu)OTFT器件較好性能與底接觸OTFT器件較好加工性的優(yōu)勢互補，從而為以OTFT為基礎的有機電路的實現(xiàn)提供了性能和工藝融合的保障。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明的有機薄膜晶體管，由襯底1、設在襯底上表面的柵介質(zhì)層2、設在柵介質(zhì)層2上的有機功能層3及設在有機功能層3內(nèi)與柵介質(zhì)層2相接觸的電極4組成，所述電極4與柵介質(zhì)層2之間設有有機犧牲層5，所述有機犧牲層5是有機小分子半導體材料，該有機小分子半導體材料為肽箐類半導體材料厚度是30nm厚。

本發(fā)明的底接觸結(jié)構(gòu)的有機薄膜晶體管中，源漏金屬的電極會在沉積有機半導體功能層之前先生長好，在隨后的有機半導體材料的生長中，有機分子要淀積在柵介質(zhì)層和電極表面形成覆蓋，由于電極結(jié)構(gòu)一般邊緣比較陡直，因此有機分子難以與電極邊緣形成良好的結(jié)合，導致空穴的注入面積過小，而且由于電極材料的功函數(shù)一般較有機半導體材料的最高空位軌道能級(HOMO)要低，也不便于形成良好的歐姆接觸。這就造成了底接觸結(jié)構(gòu)的有機薄膜晶體管性能較差，通過改良器件結(jié)構(gòu)，讓底電極生長在一層有機半導體材料上，如CuPc，然后再生長有機半導體層，如小分子材料或聚合物材料。這樣在溝道中就形成了完整的有機分子鏈，減小了載流子在溝道中受到的散射和注入電阻，同時電極預先生長在有機半導體之上，也增大了載流子的注入面積，減小了接觸電阻，降低了溝道有機半導體材料與電極之間的功函數(shù)差。正因為如此，OTFT的性能也得到較大的提高。