[发明专利]一种有机场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1. 一种有机场效应晶体管，包括绝缘衬底以及在所述绝缘衬底上的源电极、介质层、栅电极、有机半导体层、绝缘层和漏电极，其特征在于：所述漏电极位于所述绝缘衬底上，并与所述绝缘衬底接触；所述介质层、有机半导体层和绝缘层位于所述漏电极上，并与所述漏电极接触；所述源电极中央设有一个圆孔，所述源电极位于所述绝缘层和有机半导体层上，并与所述绝缘层和有机半导体层接触；所述栅电极为柱状栅电极，位于所述晶体管中央，被所述介质层包裹住，所述介质层使所述栅电极和源电极、漏电极隔离开；所述有机半导体层为管状有机半导体层，包裹在所述介质层周围。

2.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管，其特征在于：所述源电极和漏电极均为平面金属电极。

3.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管，其特征在于：所述有机半导体层的高度小于所述介质层的高度，所述介质层的高度小于所述柱状栅电极的高度。

4.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管，其特征在于：所述绝缘衬底为长有氧化硅或氮化硅绝缘薄膜的硅片、绝缘玻璃或绝缘塑料薄膜。

5.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管，其特征在于：所述介质层和绝缘层的材料为无机材料或有机材料。

6.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管，其特征在于：所述有机半导体层的材料为并五苯、酞菁铜、P3HT、噻吩或红荧稀。

7.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管，其特征在于：所述栅电极的材料为金属导电材料或导电有机物。

8.根据权利要求1所述的有机场效应晶体管，其特征在于：所述源电极和漏电极的材料为高公函数金属材料或导电有机物。

9.一种有机场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述方法包括：

（1）在绝缘衬底上制备平面的漏电极；

（2）在所述漏电极层上沉积介质层；

（3）在所述介质层上制备柱状栅电极；

（4）在所述柱状栅电极周围沉积介质层，并去除柱状区以外的介质层；

（5）在介质层周围沉积管状的有机半导体层，并去除柱状区以外的有机半导体；

（6）在所述漏电极上沉积绝缘层；

（7）在所述有机半导体层和绝缘层上制备平面的源电极。

10.根据权利要求9所述的有机场效应晶体管的制备方法，其特征在于：

在所述步骤（1）中，制备平面的漏电极的具体方法为：采用真空热物理沉积、电子束沉积或者溅射金属电极；或者，采用喷墨打印或旋涂有机物电极；

在所述步骤（2）中，制备介质层的具体方法为：采用低压化学气相沉积、溅射或者原子层沉积的方法制备无机介质层；或者，采用旋涂或喷墨打印方法沉积有机介质层；

在所述步骤（3）中，制备柱状栅电极的具体方法为：采用光刻技术定义其相应的刻胶图形，再通过电子束蒸发、溅射或热蒸发方法来沉积金属，最后通过金属剥离的方法来转移图形，从而制备出柱状金属栅电极；或者，采用喷墨打印技术来沉积和图形化柱状有机栅电极；

在所述步骤（4）中，制备介质层的具体方法为：无机介质层通过低压化学气相沉积、溅射或者原子层沉积的方法来沉积，使其具有很好的台阶覆盖性，包裹在柱状栅电极周围，然后通过光刻和各向异性的干法刻蚀把柱状区侧壁以外的介质材料去除，从而获得管状的介质层；有机介质层通过旋涂技术来沉积介质薄膜，经过退火处理后再通过光刻技术定义图形，最后通过刻蚀技术把柱状区以外的介质材料去除，从而获得管状的介质层；

在所述步骤（5）中，制备有机半导体层的具体方法为：有机半导层通过慢速的旋涂技术来制备薄膜，使其具有很好的台阶覆盖性，包裹在介质层周围；然后通过各向异性的干法刻蚀把柱状区侧壁以外的有机半导体材料去除，从而获得管状有机半导体层；

在所述步骤（6）中，制备绝缘层的具体方法为：首先通过光刻技术把柱状区用光刻胶保护起来，然后通过低压化学气相沉积、溅射或者原子层沉积方法来沉积无机绝缘层；或者，通过旋涂方法来沉积有机绝缘层；然后去除柱状区的光刻胶及多余的绝缘层；

在所述步骤（7）中，制备平面的漏电极的具体方法为：首先通过光刻技术把柱状区用光刻胶保护起来，然后通过真空热物理沉积、电子束沉积或者溅射技术来沉积金属电极薄膜；或者，采用喷墨打印或旋涂技术来沉积有机物电极薄膜，然后通过剥离的方法去除柱状栅电极区的光刻胶及多余的电极材料，完成整个晶体管的制备。