[發明專利]一種低功耗高增益值的反相器及其制備方法

在審

• 申請號: 201810935366.6
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109300934A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 陸旭兵;賴偉升;嚴龍森
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L27/28
• 分類號: H01L27/28
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝

本發明提供一種低功耗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換速率。

技術領域

本發明屬于有機電子學技術領域，尤其涉及一種低功耗高增益值的反相器及其制備方法。

背景技術

近年來，人們對便攜式、低功耗電子產品的需求不斷增加，而大型電子系統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計已經成為今后發展的重要方向之一，使用具有低工作低壓的電子元件及反相器是實現低功耗電路設計的一種有效手段。

反相器是一種用于驅動電路中將輸入信號的相位進行反轉的電子器件，傳統的互補金屬-氧化物-半導體(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)反相器通常采用性能相當的n型和p型MOS晶體管(field-effect transistors，FETs)組成，以有機小分子層作為p型有源層，以氧化物半導體層作為n型有源層。雖然這類型的反相器具有不錯的增益值，但其驅動電壓很高，一般需要幾十伏特，如申請號為CN201710912118.5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，驅動電壓極高、能耗大。

發明內容

基于此，本發明提供一種低功耗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動，且在低壓下即可獲得很高的增益值。

本發明所提供的低功耗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置在所述襯底上并相互分離；所述絕緣層覆蓋所述襯底、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。

相對于現有技術，本發明以PTCDI-C8薄膜作為n型有源層，以并五苯薄膜作為p型有源層，并將二者分別設置在與第一底電極和第二底電極相對應的位置組成反相器，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換速率。

進一步，所述絕緣層為La₂O₃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。

本發明還提供上述低功耗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)旋涂La₂O₃溶液成膜，得到覆蓋所述襯底和第一底電極和第二底電極的La₂O₃薄膜作為絕緣層；

3)在所述La₂O₃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；