[發(fā)明專利]一種基于肖特基接觸的光敏有機(jī)薄膜晶體管及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410000784.8
• 申請(qǐng)日: 2014-01-02
• 公開（公告）號(hào): CN103746074A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘建;陳玉成;鄧?guó)Q;顧可可;于軍勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/05
• 分類號(hào): H01L51/05;H01L51/40;H01L51/10
• 代理公司: 成都華典專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)光電子器件技術(shù)領(lǐng)域，屬于傳感器應(yīng)用領(lǐng)域，光敏有機(jī)半導(dǎo)體材料制成的光敏薄膜晶體管作為光照探測(cè)器單元，其陣列可實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕的光照探測(cè)器和光控開關(guān)，本發(fā)明具體涉及一種基于肖特基接觸的光敏有機(jī)薄膜晶體管及其制備方法。?

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)作為國(guó)家重大支持項(xiàng)目，其應(yīng)用日益廣泛，對(duì)核心技術(shù)—傳感器技術(shù)的要求也是越來越高，其中有機(jī)薄膜傳感器以其低成本，制備工藝簡(jiǎn)單，成膜方法眾多且與柔性基底相兼容等特點(diǎn)在近年來越來越受到人們的關(guān)注。?

1998?年，IBM公司用一種新型的具有更高介電常數(shù)（17.3）的無定形金屬氧化物鋯酸鋇作為以并五苯為有源層?OTFT的絕緣層，使器件的驅(qū)動(dòng)電壓降低了4V，遷移率到達(dá)?0.38?cm2/V.s。隨后就引起了大量研究人員進(jìn)行的相關(guān)研究，據(jù)報(bào)道，迄今為止，基于并五苯單晶為有源層的?OTFT?器件的室溫下遷移率為現(xiàn)今最高的?35?cm2/V.s,?溫度為?225K?時(shí)已達(dá)到?58?cm2/V.s。?

使用有機(jī)半導(dǎo)體材料的薄膜晶體管（OTFT）的開發(fā)在加速進(jìn)行。使用有機(jī)材料，降低了工藝溫度。因此，預(yù)期可在大面積上廉價(jià)制作晶體管。有機(jī)薄膜晶體管可用做超薄顯示器和電子紙、射頻識(shí)別卡、IC卡等驅(qū)動(dòng)電路。為使有機(jī)薄膜晶體管工作，在源電極接地，漏電極施加漏極電壓的條件下，對(duì)柵電極施加的電壓要超過閥值電壓。此時(shí)，有機(jī)薄膜晶體管的電導(dǎo)率因柵極電場(chǎng)而改變，使得電流在源電極與漏電極間流動(dòng)。因此，作為開關(guān)，就可根據(jù)柵壓對(duì)源電極與漏電極間流動(dòng)的電流進(jìn)行通、斷控制。?

在以上研究進(jìn)行之時(shí)，研究人員又發(fā)現(xiàn)有機(jī)薄膜晶體管（OTFT）器件具有多參數(shù)響應(yīng)的特性，這使得OTFT器件的應(yīng)用范圍非常廣泛且具有許多無機(jī)薄膜晶體管無可比擬的優(yōu)勢(shì)。利用有機(jī)光敏半導(dǎo)體材料制成的有機(jī)光敏薄膜晶體管可以應(yīng)用于光誘導(dǎo)開關(guān)、光探測(cè)電路、圖像傳感器等方面。如果采用對(duì)紫外光敏感的有機(jī)材料可制備成基于OTFT的紫外光探測(cè)器，無論軍用還是民用上都有重要的應(yīng)用價(jià)值。?

OTFT做光敏傳感器可利用其跨導(dǎo)放大光電流，具有很高的增益和良好的信噪比。同時(shí)器件的響應(yīng)速度快，選擇性、可逆性好，可室溫工作，而且能夠微型化、陣列化，為制備微型化、價(jià)格低廉、便于攜帶的光敏傳感器件提供了一個(gè)新的思路。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明旨在提供一種制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉，用于探測(cè)光的一種光敏有機(jī)薄膜晶體管及其制備方法。?

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：?

一種基于肖特基接觸的光敏有機(jī)薄膜晶體管，包括襯底、柵電極、柵極絕緣層、具有光探測(cè)功能的有機(jī)層、源電極、漏電極，其特征在于，所述柵電極刻蝕在玻璃襯底上，柵極絕緣層位于柵電極表面上，有機(jī)層位于絕緣層上，源電極和漏電極分別位于有機(jī)層的左右兩端，所述有機(jī)層既為有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的基本結(jié)構(gòu)組成部分又作為敏感功能層；其中，有機(jī)層和源電極、漏電極形成肖特基接觸。

有機(jī)層與源電極、漏電極形成界面具有高接觸勢(shì)壘的肖特基接觸，肖特基接觸使晶體管在無光照時(shí)即使存在柵壓和漏極電壓，仍能保持關(guān)斷，極大減小了無光照下的源漏電流。而在光照下，有機(jī)層處產(chǎn)生的激子在柵電場(chǎng)作用下，解離成電子和空穴，電子在源電極和漏電極處聚集，降低了有機(jī)層與電極的接觸勢(shì)壘，在漏極電壓下形成溝道電流，由于光靈敏度P=（I光-I暗）/I暗，該光敏有機(jī)薄膜晶體管具有高的光靈敏度。?

按照本發(fā)明所提供的光敏有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，所述柵極絕緣層為無機(jī)柵極絕緣層，其材料采用SiOx、Si3N4、Ta2O5、TiO2、Al2O3、BZT（鋯鈦酸鋇）、BST（鈦酸鍶鋇），有機(jī)柵極絕緣層材料采用聚乙酸乙烯酯（PVA）、聚對(duì)乙烯苯酚（PVP）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）、聚有機(jī)硅氧烷（RSiOx）、聚酞亞胺（PI）、苯并環(huán)丁烯（BCB）、聚四氟乙烯（PTFE）、丙烯晴鏈淀粉酶（Cyanoethylpullulane）、聚對(duì)二甲基苯（Parylene-C）、硅基倍半氧烷樹脂（SR）、氰乙基普魯士藍(lán)（CYEPL）。?

按照本發(fā)明所提供的光敏有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，所述有機(jī)層為并五苯，厚度為5-500?nm。?

所述襯底由硅片、玻璃、聚合物薄膜或金屬箔制成。?