[發明專利]一種基于短溝道有機晶體管的多級光存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 201810806368.5
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN109036487B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 陳惠鵬;郭太良;胡道兵;巫曉敏
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G11C13/04
• 分類號: G11C13/04;G11C7/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種基于短溝道有機晶體管的多級光存儲器及其制備方法，所述短溝道有機晶體管多級光存儲器包括層疊設置的襯底、柵極、電荷阻擋層、浮柵層、隧穿層、網狀源極、源極接觸電極、有機半導體層以及漏極；所述網狀源極、有機半導體層和漏極形成三明治堆疊結構，網狀源極和漏極的重疊區域為器件的有效溝道面積，有機半導體層的厚度為器件的溝道長度，通過控制有機半導體層的厚度即可以實現短溝道有機晶體管的制備；本發明提供的一種基于短溝道有機晶體管的多級光存儲器的制備方法不僅僅提高了器件的驅動能力和響應速度，而且提高了器件的存儲容量，在柔性上也有巨大的應用價值，為未來的存儲器件的應用提供了參考。

技術領域

本發明涉及有機光電材料領域，特別是一種基于短溝道有機晶體管的多級光存儲器及其制備方法。

背景技術

隨著有機電子技術的飛速發展，其在新型消費電子領域的應用也在不斷發展當中。浮柵型有機晶體管型存儲器作為有機電子器件中的基礎元件，其在有機電子器件中扮演了重要的角色。在眾多類型的有機存儲器中，浮柵型有機晶體管型存儲器具有許多獨特的優點，比如其工作機制完善、無損讀取、穩定的數據保持能力、超高的存儲密度、結構與集成電路兼容等。在浮柵型有機晶體管型存儲器中，通過施加寫和擦電壓來控制晶體管閾值電壓的漂移，從而導致器件出現了開態和關態，其分別對應邏輯電路中的“1”和“0”。在施加寫和擦電壓之后閾值電壓漂移量的大小稱為記憶窗，開態和關態電流之比稱為記憶比，器件的開態和關態電流隨循環次數的增加所表現的穩定性稱為耐久特性，器件閾值電壓（或開態和關態電流）隨時間變化所表現出來的穩定性稱為保持特性；記憶窗，記憶比，耐久特性和保持特性為非易失性浮柵有機晶體管型存儲器的重要性能表征。在過去的一段時間中，大量的研究工作都是在尋找電荷捕獲能力更強的浮柵材料，包括金屬納米粒子、半導體納米粒子、小分子、量子點和碳材料等。然而器件的驅動能力和操作速度作為浮柵有機晶體管型存儲器非常重要的性能參數卻很少有人研究。特別是隨著有機電子器件的大力發展，普通的有機非易失性浮柵晶體管型存儲器的驅動能力不足以滿足有機電子發展的需要，阻礙了有機電子技術的進一步發展。同時，隨著器件的尺寸越來越小，對基本元件的集成度要求也越來越高，而目前受限于光刻設備等精度限制，器件的集成越來越難。因此，為了解決這些問題，必須設計合適的器件結構來提高器件的驅動能力和操作速度，同時提升單個存儲器件的存儲容量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于短溝道有機晶體管的多級光存儲器的制備方法，以克服現有技術中存在的缺陷。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：提供一種基于短溝道有機晶體管的多級光存儲器，該短溝道有機晶體管多級光存儲器包括層疊設置的襯底、柵極、電荷阻擋層、浮柵層、隧穿層、網狀源極、源極接觸電極、有機半導體層以及漏極；所述有機半導體層和源極接觸電極均設置在網狀源極表面，其中漏極設置在有機半導體層上，所述網狀源極、有機半導體層和上面的漏極形成三明治堆疊結構，網狀源極和漏極的重疊區域為器件的有效溝道面積，有機半導體層的厚度為器件的溝道長度，通過控制有機半導體層的厚度即可以實現短溝道有機晶體管的制備；根據有機半導體層對不同波長光的吸收能力不同，采用不同波長的光照對器件進行編寫實現器件的多級存儲。

在本發明一實施例中，所述襯底可以是硬性襯底也可以是柔性襯底。

在本發明一實施例中，所述柵極材料為金、銀或鋁，采用熱蒸發的方法制備；也可以是氧化銦錫，采用濺射的方式制備，厚度為20 nm至150 nm。

在本發明一實施例中，所述電荷阻擋層材料為絕緣氧化物材料，通過原子層沉積的方式制備，其厚度為30 nm至150 nm。