[發明專利]基于界面增強的有機反雙極型晶體管器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202310285100.2
• 申請日: 2023-03-22
• 公開（公告）號: CN116234325A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 姜賽;彭立超;杜曉松;顧健暉;嚴琰;陳佳樹
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H10K10/46
• 分類號: H10K10/46;H10K71/12;H10K71/15;H10K71/16;H10K85/60
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 馮瑞

本發明涉及晶體管器件技術領域，尤其涉及一種基于界面增強的有機反雙極型晶體管器件及其制備方法，其中，晶體管器件包括襯底和位于襯底上的若干個晶體管單元，晶體管單元至少包括柵電極、單層N型半導體界面誘導層、N型有機半導體層、P型有機半導體層、源極、漏極、輸出電極和封裝層，本發明提供的晶體管器件通過設置單層N型半導體界面誘導層，使得器件的電荷轉運能力得到顯著增強，能有效提高有機反雙極型晶體管器的性能，本發明通過界面增強技術與反雙極型異質結技術相結合，從而實現具有高穩定特征的多級邏輯（0，1/2，1），以及三級邏輯反相器設計，使用性能和穩定性均有所提升。

技術領域

本發明涉及晶體管器件技術領域，尤其涉及一種基于界面增強的有機反雙極型晶體管器件及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著大數據和人工智能領域的快速發展，對集成電路的性能、功耗提出了更高的要求。受制于摩爾定律發展的限制，硅基集成電路的先進制程接近瓶頸，新型的有機反雙極型晶體管器件可以突破傳統的1比特邏輯（0，1），實現多級邏輯，因此可以顯著提高邏輯密度、降低功耗，推動新型下一代集成電路技術的發展，然而，有機反雙極型晶體管器件存在器件性能差、穩定性差等問題，亟需解決。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本公開總體背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于界面增強的有機反雙極型晶體管器件及其制備方法，用于解決背景技術中提到的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于界面增強的有機反雙極型晶體管器件，包括襯底和位于所述襯底上的若干個晶體管單元，所述晶體管單元包括：

柵電極，位于所述襯底上，相鄰所述柵電極之間存在間隙；

柵介質層，覆蓋所有所述柵電極并覆蓋暴露于所述柵電極之間的所述襯底頂面；

單層N型半導體界面誘導層，位于所述柵介質層上且豎直投影覆蓋部分所述柵電極；

N型有機半導體層，位于所述單層N型半導體界面誘導層上；

P型有機半導體層，包括底段和頂段，所述底段位于所述柵介質層上且豎直投影覆蓋所述柵電極剩余部分，所述頂段覆蓋部分所述N型有機半導體層且靠近所述底段端部向下延伸并與所述底段連接；

源極、漏極和輸出電極，所述源極位于所述N型有機半導體層上，所述漏極和所述輸出電極間隔設置于所述P型有機半導體層上；

封裝層，覆蓋于所述柵介質層、所述N型有機半導體層、所述P型有機半導體層、所述源極、所述漏極和所述輸出電極上。

另外的，一種基于界面增強的有機反雙極型晶體管器件，包括襯底和位于所述襯底上的若干個晶體管單元，所述晶體管單元包括：

單層N型半導體界面誘導層，位于所述襯底上；

N型有機半導體層，位于所述單層N型半導體界面誘導層上；

P型有機半導體層，包括底段和頂段，所述底段位于所述襯底上，所述頂端覆蓋部分所述N型有機半導體層且靠近所述底段端部向下延伸并與所述底段連接；

源極、漏極和輸出電極，所述源極位于所述N型有機半導體層上，所述漏極和所述輸出電極間隔設置于所述P型有機半導體層上；

封裝層，覆蓋于所述襯底、所述N型有機半導體層、所述P型有機半導體層、所述源極、所述漏極和所述輸出電極上；

柵電極，位于所述封裝層上，其豎直投影覆蓋于所述N型有機半導體層和所述P型有機半導體層上。

進一步地，所述柵電極于所述襯底上呈矩陣分布。

進一步地，所述漏極位于所述底段上，所述輸出電極位于所述頂段上。

進一步地，所述漏極和所述輸出電極均位于所述底段上。