[發(fā)明專利]雙極型有機(jī)場效應(yīng)管

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811461266.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN109585655A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪越
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 儀征市坤翎鋁業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): H01L51/05
• 分類號(hào): H01L51/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種雙極型有機(jī)場效應(yīng)管，包括襯底、柵極、柵介質(zhì)層、N型有源層、P型有源層、源極和漏極，其中N型有源層和P型有源層并排交叉排列在源漏電極和柵介質(zhì)層之間組成縱向疊層結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)使N型有源層和P型有源層交界面處激子離解充分，提高有機(jī)雙極型場效應(yīng)管中電子和空穴的載流子遷移率。因此本發(fā)明能有效提高雙極型有機(jī)場效應(yīng)管的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體電子器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種縱向疊層結(jié)構(gòu)的雙極型有機(jī)場效應(yīng)管。

背景技術(shù)

雙極型有機(jī)場效應(yīng)管通常由襯底、柵極、柵介質(zhì)層、N型有源層、P型有源層、源極和漏極組成。大部分N型有源層和P型有源層為水平疊加，即N型有源層位于柵介質(zhì)和P型有源層之間或者P型有源層位于柵介質(zhì)層和N型有源層之間，我們稱這種結(jié)構(gòu)的雙極型有機(jī)場效應(yīng)管為水平疊加結(jié)構(gòu)的雙極型有機(jī)場效應(yīng)管。同時(shí)，大部分有機(jī)半導(dǎo)體材料屬于單載流子傳輸型，即它對(duì)一種類型的載流子遷移率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)另一種類型載流子的遷移率。通常電子遷移率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空穴遷移率的材料稱為電子傳輸型材料，即N型材料，而空穴遷移率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子遷移率的材料稱為空穴傳輸型材料，即P型材料。在有機(jī)半導(dǎo)體中，電子在最低未占據(jù)軌道(lowest unoccupied molecular orbital)-(LUMO)上傳輸，而空穴在最高已占據(jù)軌道(highest occupied molecular orbital)-(HOMO)上傳輸。雙極型有機(jī)場效應(yīng)管通常采用底柵頂接觸、底柵底接觸、頂柵頂接觸、頂柵底接觸四種結(jié)構(gòu)。在底柵底接觸結(jié)構(gòu)中，源漏電極位于有機(jī)半導(dǎo)體層和絕緣層之間，可以通過光刻工藝圖形化源漏電極，因此溝道長度可以做到1μm以下。在底柵頂接觸結(jié)構(gòu)中，有機(jī)半導(dǎo)體層淀積在絕緣層之上，在有機(jī)半導(dǎo)體層上面再生長金屬電極形成源漏電極，頂接觸結(jié)構(gòu)的器件由于電極與有機(jī)層接觸良好，因此具有非常好的性能。在頂柵頂接觸和頂柵底接觸結(jié)構(gòu)中，柵極是最后淀積上去的，而有機(jī)半導(dǎo)體層被襯底和絕緣層以及電極包裹，器件在空氣中非常穩(wěn)定。

與無機(jī)場效應(yīng)管相比，有機(jī)雙極型場效應(yīng)管可以傳輸兩種載流子，具有便于提高集成度、材料眾多易于調(diào)節(jié)性能、可以大面積低成本制造等優(yōu)點(diǎn)。雙極型有機(jī)場效應(yīng)管的兩個(gè)重要的特性是：在正柵壓下傳輸電子載流子和在負(fù)柵壓下傳輸空穴載流子。在常規(guī)雙極型有機(jī)場效應(yīng)管，即水平疊加結(jié)構(gòu)的雙極型有機(jī)場效應(yīng)管中，N型有源層和P型有源層交界面處激子離解不充分，電子和空穴的載流子遷移率往往太低。這些缺點(diǎn)的存在嚴(yán)重阻礙了有機(jī)雙極型場效應(yīng)管的商用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服以上有機(jī)雙極型場效應(yīng)管的不足，提出一種縱向疊層結(jié)構(gòu)的雙極型有機(jī)場效應(yīng)管，以使N型有源層和P型有源層交界面處激子離解充分，提高有機(jī)雙極型場效應(yīng)管中電子和空穴的載流子遷移率。

本發(fā)明的技術(shù)方案

首先，在源漏電極和柵介質(zhì)之間，N型有源層和P型有源層采用縱向疊層結(jié)構(gòu)，即N型有源層和P型有源層并排交叉排列在源漏電極和柵介質(zhì)層之間。其次，一種縱向疊層結(jié)構(gòu)的雙極型有機(jī)場效應(yīng)管采用底柵底接觸結(jié)構(gòu)。再次，縱向疊層結(jié)構(gòu)為3層N型有源層與2層P型有源層并排交叉排列或者2層N型有源層與3層P型有源層并排交叉排列。依據(jù)上述技術(shù)思路發(fā)明的一種縱向疊層結(jié)構(gòu)的雙極型有機(jī)場效應(yīng)管包括襯底、柵極、柵介質(zhì)層、N型有源層、P型有源層、源極和漏極，其中N型有源層和P型有源層并排交叉排列在源漏電極和柵介質(zhì)層之間組成縱向疊層結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1是3層N型有源層與2層P型有源層并排交叉排列在源漏電極和柵介質(zhì)層之間時(shí)本發(fā)明示意圖；

圖2是2層N型有源層與3層P型有源層并排交叉排列在源漏電極和柵介質(zhì)層之間時(shí)本發(fā)明示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

以重?fù)诫sn+-Si/SiO2為柵極/柵介質(zhì)層，并兼做襯底，C60為N型有源層，并五苯為P型有源層，采用底柵底接觸結(jié)構(gòu)的本發(fā)明制備過程如下：