[發明專利]具有復合有源層的雙極型薄膜晶體管器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201610225871.2
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105742498A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 李俊;傅逸周;蔣雪茵;張志林
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/30;H01L51/40
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種具有復合有源層的雙極型薄膜晶體管器件，其特征在于：依次由基板（1）、柵極（2）、絕緣層（3）、無機半導體有源層（4）、源極（5）、漏極（6）和有機半導體有源層（7）構成底柵結構，所述無機半導體有源層（4）的厚度為10～50nm，所述有機半導體有源層（7）的厚度為10～60nm，所述源極（5）和漏極（6）形成同層源漏電極薄膜層，所述無機半導體有源層（4）和所述有機半導體有源層（7）位于源漏電極薄膜層兩側，從而形成雙極型的薄膜晶體管器件的無機-有機復合結構有源層。

2.根據權利要求1所述具有復合有源層的雙極型薄膜晶體管器件，其特征在于：所述無機半導體有源層（4）為采用ZnO、InGaZnO、SnO₂、In₂O₃、非晶硅、微晶硅和多晶硅材料中的任意一種材料或者任意幾種材料制備的N型半導體薄膜。

3.根據權利要求1所述具有復合有源層的雙極型薄膜晶體管器件，其特征在于：所述有機半導體有源層（7）為采用酞菁系列、苯環系列和噻吩系列材料中的任意一種材料或者任意幾種材料制備的P型半導體薄膜。

4.根據權利要求1所述具有復合有源層的雙極型薄膜晶體管器件，其特征在于：所述有機半導體有源層（7）為采用CuPc、ZnPc和pentacene、rubrene材料中的任意一種材料或者任意幾種材料制備的P型半導體薄膜。

5.根據權利要求1～4中任意一項所述具有復合有源層的雙極型薄膜晶體管器件，其特征在于：所述基板（1）材料為硅片、玻璃或者陶瓷。

6.根據權利要求1～4中任意一項所述具有復合有源層的雙極型薄膜晶體管器件，其特征在于：所述柵極（2）的材料采用Au、Al、Cu、Mo、Cr、Ti、ITO、W、Ag和Ta中的任意一種材料或任意幾種材料，形成圖案化的柵極薄膜層，所述柵極（2）厚度為30～100nm；所述源極（5）或所述漏極（6）材料分別采用Au、Ag、Mo、Al、Cu、Cr、Ti、Mg和Ca中的任意一種材料或任意幾種材料，所述源極（5）材料或所述漏極（6）形成的同層電極層的厚度為30～120nm。

7.根據權利要求1～4中任意一項所述具有復合有源層的雙極型薄膜晶體管器件，其特征在于：所述絕緣層（3）采用Ta₂O₅、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂和SiN_1~1.5中的任意一種材料或任意幾種材料制備成薄膜，所述絕緣層（3）厚度為100～300nm。

8.一種具有復合有源層的雙極型薄膜晶體管器件的制備方法，其特征在于，分別采用下述方法依次逐層制備各功能結構層，包括如下步驟：

a．在基板之上通過真空蒸發工藝或濺射工藝制備柵極功能層；

b．采用磁控濺射方法或化學氣相沉積方法，在所述步驟a中制備的柵極功能層之上繼續制備絕緣層；

c．采用磁控濺射方法或原子層沉積方法，在所述步驟b中制備的絕緣層之上繼續制備無機半導體有源層，控制無機半導體有源層的厚度為10～50nm；

d．采用真空蒸發方法或濺射方法，在所述步驟c中制備的無機半導體有源層之上繼續制備源極和漏極，形成源漏電極薄膜層；

e．通過真空蒸發方法或旋涂方法，在所述步驟d中制備的源漏電極薄膜層之上繼續制備有機半導體有源層，構成底柵結構，控制有機半導體有源層的厚度為10～60nm，所述無機半導體有源層和所述有機半導體有源層位于源漏電極薄膜層兩側，從而形成雙極型的薄膜晶體管器件的無機-有機復合結構有源層，再經過封裝后，完成雙極型薄膜晶體管器件的制備。

9.根據權利要求1所述具有復合有源層的雙極型薄膜晶體管器件的制備方法，其特征在于：在所述步驟e中，采用真空蒸發方法在源漏電極薄膜層之上制備有機半導體有源層時，沉積速率為0.05～0.5nm/s。