[發(fā)明專利]一種低壓驅(qū)動高增益值的反相器及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810934955.2
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109326622A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸旭兵;賴偉升;何宛兒
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L27/28
• 分類號: H01L27/28;H01L51/30;H01L51/40
• 代理公司: 廣州駿思知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝

本發(fā)明提供一種低壓驅(qū)動高增益值的反相器及其制備方法，該反相器包括襯底以及設(shè)置在所述襯底上的底電極，覆蓋所述襯底和底電極的絕緣層、覆蓋所述絕緣層上的修飾層、設(shè)置在所述修飾層上的有緣層和頂電極；所述有緣層包括相互分離的PTCDI?C8薄膜和并五苯薄膜。本發(fā)明以PTCDI?C8薄膜作為n型有源層，以并五苯薄膜作為p型有源層，通過兩種電學性能相匹配的N型與P型晶體管的互補作用來降低反相器的功耗并提高其增益值及轉(zhuǎn)換速率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機電子學技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低壓驅(qū)動高增益值的反相器及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，人們對便攜式、低功耗電子產(chǎn)品的需求不斷增加，而大型電子系統(tǒng)隨著功能的日益豐富，其功耗也不斷增加，因此低功耗電子元件的設(shè)計已經(jīng)成為今后發(fā)展的重要方向之一，使用具有低工作低壓的電子元件及反相器是實現(xiàn)低功耗電路設(shè)計的一種有效手段。

反相器是一種用于驅(qū)動電路中將輸入信號的相位進行反轉(zhuǎn)的電子器件，傳統(tǒng)的互補金屬-氧化物-半導(dǎo)體(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)反相器通常采用性能相當?shù)膎型和p型MOS晶體管(field-effect transistors，F(xiàn)ETs)組成，以有機小分子層作為p型有源層，以氧化物半導(dǎo)體層作為n型有源層。雖然這類型的反相器具有不錯的增益值，但其驅(qū)動電壓很高，一般需要幾十伏特，如申請?zhí)枮镃N201710912118.5的專利申請在高達40V的電壓下才能夠獲得85V/V的電壓增益，驅(qū)動電壓極高、能耗大。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明提供一種低壓驅(qū)動高增益值的反相器及其制備方法，該反相器可以在低壓下進行驅(qū)動，且在低壓下即可獲得很高的增益值。

本發(fā)明所提供的低壓驅(qū)動高增益值的反相器包括襯底、第一底電極、第二底電極、絕緣層、修飾層、有源層和頂電極；所述第一底電極和第二底電極設(shè)置在所述襯底上并相互分離；所述絕緣層為Al₂O₃薄膜，其覆蓋所述襯底、第一底電極和第二底電極上表面；所述修飾層設(shè)置在所述絕緣層上表面；所述有源層包括相互分離的PTCDI-C8薄膜和并五苯薄膜，所述PTCDI-C8薄膜設(shè)置在所述修飾層表面并與所述第一底電極相對，所述并五苯薄膜設(shè)置在所述修飾層表面并與所述第二底電極相對；所述頂電極設(shè)置在所述修飾層表面同時覆蓋部分覆蓋所述PTCDI-C8薄膜和并五苯薄膜上表面，并穿過所述修飾層和絕緣層與第一底電極、第二底電極連接。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明以PTCDI-C8薄膜作為n型有源層，以并五苯薄膜作為p型有源層，并將二者分別設(shè)置在與第一底電極和第二底電極相對應(yīng)的位置組成反相器，通過兩種電學性能相匹配的N型與P型晶體管的互補作用來降低反相器的功耗并提高其增益值及轉(zhuǎn)換速率。

進一步，所述Al₂O₃薄膜厚度為20～30nm。

進一步，所述修飾層為PαMS薄膜。

進一步，所述PTCDI-C8薄膜和并五苯薄膜厚度相同，均為40～60nm。

進一步，所述底電極和頂電極均為Au，厚度均為20～40nm。

本發(fā)明還提供上述低壓驅(qū)動高增益值的反相器的制備方法，步驟如下：

1)在襯底上沉積相互分離的第一底電極和第二底電極；

2)沉積Al₂O₃薄膜作為絕緣層；

3)在所述Al₂O₃薄膜上旋涂PαMS溶液并進行退火處理得到PαMS薄膜作為修飾層；

4)在所述PαMS薄膜上與所述第一底電極相對的位置沉積PTCDI-C8薄膜，在所述PαMS薄膜上與所述第二底電極相對的位置沉積并五苯薄膜；