[发明专利]有机薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种有机薄膜晶体管，其特征在于，包括：

衬底；

第一栅极，位于所述衬底表面；

第一栅绝缘层，位于所述衬底表面且覆盖所述第一栅极；

源极，位于所述第一栅绝缘层表面；

漏极，位于所述第一栅绝缘层表面；

掺杂有机半导体层，至少覆盖所述源极、所述漏极以及位于所述源极和所述漏极之间的沟道区域；

第二栅绝缘层，覆盖于所述掺杂有机半导体层表面；

第二栅极，位于所述第二栅绝缘层表面；

所述掺杂有机半导体层为均匀分布有掺杂剂的有机基质层；或者，所述掺杂有机半导体层为由相互叠置的一层掺杂剂层和一层有机基质层组成的有机复合层，掺杂剂提高了所述覆盖源极和漏极的有机半导体层载流子浓度使得接触电阻小于1kΩ·cm；

所述有机薄膜晶体管的阈值电压能够通过施加至所述第一栅极上的电压调控到0V，所述有机薄膜晶体管通过施加至所述第二栅极上的电压调控沟道载流子浓度使得开关比大于10⁶。

2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述有机基质层为P型有机半导体层、N型有机半导体层或者双极型有机半导体。

3.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，掺杂剂为有机小分子、有机聚合物、无机盐、有机盐或金属氧化物。

4.一种有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一衬底；

形成第一栅极 于所述衬底表面；

形成第一栅绝缘层于所述衬底表面，所述第一栅绝缘层覆盖所述第一栅极；

形成源极和漏极于所述第一栅绝缘层表面；

形成掺杂有机半导体层于所述第一栅绝缘层表面，所述掺杂有机半导体层至少覆盖所述源极、所述漏极以及位于所述源极和所述漏极之间的沟道区域；所述掺杂有机半导体层为均匀分布有掺杂剂的有机基质层；或者，所述掺杂有机半导体层为由相互叠置的一层掺杂剂层和一层有机基质层组成的有机复合层；

形成第二栅绝缘层于所述掺杂有机半导体层表面；

形成第二栅极于所述第二栅绝缘层表面，所述有机薄膜晶体管的阈值电压能够通过施加至所述第一栅极上的电压调控到0V，掺杂剂提高了所述覆盖源极和漏极的有机半导体层载流子浓度使得接触电阻小于1kΩ·cm，所述有机薄膜晶体管通过施加至所述第二栅极上的电压调控沟道载流子浓度使得开关比大于10⁶。

5.根据权利要求4所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述掺杂有机半导体层为P型掺杂有机半导体层、N型掺杂有机半导体层或者双极型有机半导体层。

6.根据权利要求4所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，掺杂剂为有机小分子、有机聚合物、无机盐、有机盐或金属氧化物。

7.根据权利要求4所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，形成掺杂有机半导体层于所述第一栅绝缘层表面的具体步骤包括：

形成覆盖所述源极与所述漏极和位于所述源极和所述漏极之间的沟道区域的掺杂剂层；

形成覆盖所述掺杂剂层的有机基质层。

8.根据权利要求4所述的有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，形成掺杂有机半导体层于所述第一栅绝缘层表面的具体步骤包括：

采用溶液涂布工艺或者真空蒸镀工艺形成掺杂有机半导体层于所述第一栅绝缘层表面。