[发明专利]一种有机薄膜晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术以及有机薄膜晶体管制备技术领域，具体是涉及一种新型材料的有机薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的不断深入，电子产品已经进入人们生活和工作的各个环节。在日常生活中人们对低成本、柔性、便携的电子产品需求越来越大。传统的基于无机半导体材料的器件和电路已经很难满足人们的需求，因此可以实现这些特性的基于有机聚合物、有机小分子等的半导体材料的有机集成电路技术在这一趋势下得到了人们广泛的关注。有机薄膜晶体管在有机领域具有广泛的应用前景。有机薄膜晶体管一般都采用Ag作为电极材料，其成本很高。但是应用其他金属作为电极虽然成本降低，但是性能欠佳、良品率低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种有机薄膜晶体管及其制备方法。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种有机薄膜晶体管，包括：硅基101；形成于该硅基101之上的绝缘层102；形成于该绝缘层102之上的硅烷耦合剂-十八烷基三氯硅烷(OTS)修饰层103；形成于该OTS修饰层103之上的有机半导体层104；形成于该有机半导体层104之上的缓冲层105；以及形成于该缓冲层105之上的电极106。

上述方案中，所述硅基101为硅片，所述绝缘层102为采用热氧化法制备的二氧化硅层，所述OTS修饰层103为采用自组建或旋涂的方法生长的OTS薄膜，所述有机半导体层104采用真空热蒸镀或旋涂成膜的方法沉积生长的P型的有机半导体薄膜，所述缓冲层105为采用电子束蒸渡或RF-磁控溅射的方法沉积生长的金属氧化物半导体层，所述电极106为采用电子束蒸渡或RF-磁控溅射的方法沉积生长的低功函数的金属材料。所述缓冲层105的厚度为1-2nm，所述电极106采用的低功函数的金属材料为Cu或Al。

为达到上述目的，本发明还提供了一种制备有机薄膜晶体管的方法，包括：在硅片上氧化制备二氧化硅绝缘层；对二氧化硅绝缘层进行OTS修饰；在修饰后的二氧化硅绝缘层表面上沉积生长有机半导体层；在有机半导体层表面上沉积生长一层金属氧化物半导体层；以及在金属氧化物半导体层表面上沉积生长一层金属电极。

上述方案中，所述在硅片上氧化制备二氧化硅绝缘层的步骤中，是采用热氧化的方法在硅片上氧化制备二氧化硅绝缘层，二氧化硅绝缘层的厚度为200-300nm。

上述方案中，所述对二氧化硅绝缘层进行OTS修饰的步骤中，是利用自组建和旋涂的方法采用OTS对二氧化硅绝缘层进行OTS修饰。

上述方案中，所述在修饰后的二氧化硅绝缘层表面上沉积生长有机半导体层的步骤中，是采用真空热蒸镀或旋涂成膜的方法在修饰后的二氧化硅绝缘层表面上沉积生长厚度为30-50nm的有机半导体层，该有机半导体层采用的材料为P型的有机半导体材料并五苯或酞箐铜。

上述方案中，所述在有机半导体层表面上沉积生长一层金属氧化物半导体层的步骤中，是采用电子束蒸镀或RF-磁控溅射在有机半导体层表面上制备厚度为1-2nm的金属氧化物半导体层。所述金属氧化物半导体层采用氧化锆半导体材料，作为缓冲层来提高器件的性能。

上述方案中，所述在金属氧化物半导体层表面上沉积生长一层金属电极的步骤中，是采用电子束蒸镀或RF-磁控溅射在金属氧化物半导体层表面上制备厚度为30-50nm的金属电极，该金属电极采用的材料为功函数在4-5之间的低功函数金属材料Cu或Al。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的有机薄膜晶体管及其制备方法，在源漏电极和有源层之间增加了一层金属氧化物缓冲层，有效的提升了器件的迁移率和开关比，使之能达到更好的性能。

2、本发明提供的有机薄膜晶体管及其制备方法，使用低功函数金属和金属氧化物的双层结构的电极使成本进一步的降低。

附图说明

图1是依照本发明实施例的有机薄膜晶体管的结构示意图；

图2是依照本发明实施例的有机薄膜晶体管的制备方法流程图；

图3是图2所示制备方法的制作工艺示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。