[發明專利]一種柔性有機單晶場效應晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201910447268.2
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110137358A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 陳鴻銘;曹菊鵬;孟鴻
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: H01L51/40
• 分類號: H01L51/40;H01L51/05
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開了一種柔性有機單晶場效應晶體管及其制備方法，其中，所述柔性有機單晶場效應晶體管的制備方法通過制備有機半導體單晶薄膜，之后再配制高絕緣性聚合物溶液，并通過溶液加工將所述高絕緣性聚合物溶液涂覆于柔性柵極襯底的表面，形成介電層；再將所述有機半導體單晶薄膜轉移至涂覆有介電層的柔性柵極襯底表面；之后在所述有機半導體單晶薄膜的兩端分別進行蒸鍍電極處理，得到柔性有機單晶場效應晶體管。本發明通過溶液加工得到高介電常數的介電層和超薄的有機半導體單晶薄膜，并采用簡單的方法實現有機半導體單晶薄膜的轉移，從而降低了柔性有機單晶場效應晶體管的工作電壓，并提高了柔性有機單晶場效應晶體管的遷移率。

技術領域

本發明涉及有機電子技術領域，特別涉及一種柔性有機單晶場效應晶體管及其制備方法。

背景技術

有機半導體由于其化學結構的多樣性、高靈活性和低成本的加工工藝，在未來柔性電子器件領域具有廣闊的應用前景。近年來，柔性有機場效應晶體管（Flexible OrganicField Effect Transistor，OFET)因其在柔性有機發光二極管顯示器、可穿戴電子器件和可打印射頻識別標簽等領域的廣泛應用而受到廣泛關注。然而，當前柔性有機場效應晶體管器件具有工作電壓高、載流子遷移率低等缺點，這限制了它們的實際應用。采用有機單晶材料能夠有效提高有機場效應晶體管器件的遷移率，然后傳統的有機單晶脆性較大，在彎折作用力容易產生龜裂，不適合制作柔性有機場效應晶體管。

因而現有技術還有待改進和提高。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種柔性有機單晶場效應晶體管及其制備方法，通過溶液加工得到高介電常數的介電層和超薄的有機半導體單晶薄膜，并采用簡單的方法實現有機半導體單晶薄膜的轉移，從而降低了柔性有機單晶場效應晶體管的工作電壓，并提高了柔性有機單晶場效應晶體管的遷移率。

為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案：

一種柔性有機單晶場效應晶體管的制備方法，包括如下步驟：

制備有機半導體單晶薄膜；

配制高絕緣性聚合物溶液，并通過溶液加工將所述高絕緣性聚合物溶液涂覆于柔性柵極襯底的表面，形成介電層；

將所述有機半導體單晶薄膜轉移至涂覆有介電層的柔性柵極襯底表面；

在所述有機半導體單晶薄膜的兩端分別進行蒸鍍電極處理，得到柔性有機單晶場效應晶體管。

所述的柔性有機單晶場效應晶體管的制備方法中，所述制備有機半導體單晶薄膜的步驟包括：

將有機半導體材料和對應的溶劑混合后配制得到有機半導體溶液；

取30μL的半導體溶液滴加至表面活性劑表面后，靜止至少3小時后，得到有機半導體單晶薄膜。

所述的柔性有機單晶場效應晶體管的制備方法中，所述配制高絕緣性聚合物溶液，并通過溶液加工將所述高絕緣性聚合物溶液涂覆于柔性柵極襯底的表面，形成介電層的步驟包括：

將四乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙醇溶液混合后進行第一次水浴加熱，得到硅烷溶液；

在第一次水浴加熱后的硅烷溶液中滴加HCL水溶液，將PH值調節為5.5~6后，進行第二次水浴加熱；

將第二次加熱后的硅烷溶液與預先配制的聚乙烯醇水溶液混合后攪拌，得到硅烷-聚乙烯醇溶液；

將所述硅烷-聚乙烯醇溶液通過溶液加工涂覆于柔性柵極襯底的表面，形成第一介電層。

所述的柔性有機單晶場效應晶體管的制備方法中，所述配制高絕緣性聚合物溶液，并通過溶液加工將所述高絕緣性聚合物溶液涂覆于柔性柵極襯底的表面，形成介電層的步驟包括：