本实用新型专利技术公开一种复合沟道的有机场效应管，属于微电子有机器件领域。现阶段水平叠加的有机场效应管场效应特性不理想，远达不到现代集成电路工艺要求。本实用新型专利技术提出一种复合沟道的有机场效应管，通过采用光刻法和掩膜法形成水平、纵向叠加的复合有源层，由衬底、栅电极、栅介质层、有源层、源漏电极组成并依次叠加。该结构增加了N型有源层与P型有源层的界面数量，增加了激子离解产生载流子的数量，故而改善了有机场效应管的场效应特性。一种复合沟道的有机场效应管可为制备场效应特性良好的有机场效应管提供一种全新思路，对有机场效应管商业化应用有着重要影响。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种复合沟道的有机场效应管
本专利技术属于微电子有机器件领域，特别涉及一种复合沟道的有机场效应管。 【
技术介绍
】 有机场效应管（OFET)具有一系列优点：可制成大面积器件、材料众多易于调节性 能、制备工艺简单、成本低、良好的柔韧性等。OFET的研究是为实现全有机电路打下基础，故 高性能OFET的研究就显得更加紧急迫切。现代集成电路工艺要求场效应管特性好，比如载 流子迀移率高、开关电流比大、亚阈值摆幅大，而目前的OFET远达不到集成电路应用的要 求。载流子数量是影响有机场效应管场效应特性的重要因素，载流子是由N型与P型有源 层交界面处激子离解产生的，因而，通过合理增加 N型与P型有源层交界面是提高OFET中 载流子数量的有效途径。目前很多OFET有源层是N型有源层与P型有源层水平叠加，这种 结构N型有源层与P型有源层的界面太少，导致激子离解产生的载流子数量不够。本专利技术 提出一种复合沟道的有机场效应管，增加了 N型有源层与P型有源层的界面数量，增加了激 子离解产生载流子的数量，故而改善了有机场效应管的场效应特性。有机场效应管场效应 特性的改善对于其商业化应用有着重要影响。 【
技术实现思路
】 本专利技术的目的是针对上述存在的问题，提供一种复合沟道的有机场效应管。一种 复合沟道的有机场效应管，通过采用N型有源层与P型有源层水平和纵向叠加，有效增加了 N型有源层与P型有源层的界面数量。 本专利技术的技术方案： -种复合沟道的有机场效应管，由衬底、栅电极、栅介质层、有源层、源漏电极组成 并依次叠加，其特征在于：有源层为复合有源层，它由N型纵向有源层、P型纵向有源层、P型 水平有源层、N型水平有源层构成，通过采用光刻法和掩膜法形成水平、纵向叠加的有源层； N型纵向有源层、P型纵向有源层各两层，P型水平有源层、N型水平有源层各一层；P型纵向 有源层在外侧，N型纵向有源层在内侧；P型水平有源层靠近衬底，N型水平有源层靠近源漏 电极；衬底为重掺杂娃片；栅介质为Si0 2;P型有源层为并五苯层；N型有源层为C60 ;源、漏 电极为Ag。 -种复合沟道的有机场效应管，制备步骤如下： 1)将衬底分别用丙酮、乙醇、去离子水依次超声清洗后放入手套箱中干燥1小时， 以清洗干净衬底表面； 2)根据衬底材料不同，制备相应的栅电极； 3)根据栅电极的不同，制备相应的栅介质层； 4)用光刻法和掩膜法在栅介质层上制备出水平、纵向叠加的P型和N型有源层； 5)在有源层上利用掩膜法蒸发一定厚度的源漏电极； 本专利技术的技术分析： 一种复合沟道的有机场效应管，通过光刻法和掩膜法形成水平、纵向叠加的复合 有源层，这种结构增加了 N型有源层与P型有源层的界面数量，增加了激子离解产生载流子 的数量，能够改善有机场效应管的场效应特性。 本专利技术的优点和有益效果： -种复合沟道的有机场效应管，能够获得较高的开关电流比、较高的载流子迀移 率、较大的亚阈值摆幅。本专利技术具体实施例中采用水平、纵向叠加的复合有源层使得有机场 效应管的电子迀移率达到3. 50m2/Vs，开关电流比为1.0 X 103,亚阈值摆幅为350mV/dec。相 比起有源层水平叠加的有机场效应管，一种复合沟道的有机场效应管可为制备场效应特性 良好的有机场效应管提供一种全新思路，对有机分立器件的发展或许有重大影响。 【【附图说明】】 附图为一种复合沟道的有机场效应管结构示意图 图中：1.重掺杂硅片；2. SiOjf介质层；3. P型有源层并五苯；4. N型有源层C60 ; 5. P型有源层并五苯；6. N型有源层C60 ; 7. Ag源电极；8. Ag漏电极。 【【具体实施方式】】 -种复合沟道的有机场效应管，其制备步骤如下： 1)将重掺杂硅片分别用丙酮、乙醇、去离子水依次超声清洗30分钟后放入手套箱 中干燥1小时，以清洗干净重掺杂硅片表面； 2)将上述重掺杂硅片置于紫外/臭氧环境中120分钟，获得SiOJI介质层； 3)在SiOJI介质层上涂正光刻胶，经过前烘、曝光、显影、坚膜工艺后，光刻得到 ③，沟道长度为200nm ;再用真空镀膜法在重掺杂硅片上蒸镀发30nm厚的并五苯有源层，控 制蒸发速率为0. lA/s、真空度为IX 1〇 4Pa ;蒸镀好之后去胶； 4)重复步骤3)，光刻得到④，沟道长度为200nm ;再用真空镀膜法在重掺杂硅片 上蒸镀发30nm厚的C60有源层，控制蒸发速率为2A/s、真空度为I X 10 4Pa ;蒸镀好之后去 胶； 5)在上述重掺杂硅片上，用长1200nm、宽为1000 μπι的掩膜板，以0. lA/s的速率 蒸镀5nm厚的并五苯有源层，真空度为I X 10 4Pa ; 6)在上述重掺杂硅片上，用长1200nm、宽为1000 μπι的掩膜板，以〇. 5A/s的速率 蒸镀40nm厚的C60有源层，真空度为I X 10 4Pa ; 7)在上述重掺杂硅片上，用长600nm、宽为1000 μ m的掩膜板，以2A/s的速率蒸镀 60nm厚的Ag作为源、漏电极，真空度为I X 10 4Pa0 -种复合沟道的有机场效应管，所用光刻机为四川南光H94-25C型4"单面光刻 机，所用真空镀膜设备为JZZF&DZS-500,器件的电学特性由Agilent B1500A半导体器件分 析仪测量，所有测量过程均在真空腔室中进行。实验结果表明：一种复合沟道的有机场效应 管表现出了较高的开关电流比、较高的载流子迀移率、较大的亚阈值摆幅。该器件电子迀移 率达到3.5〇111 2/￥8，开关电流比为1.0\103，亚阈值摆幅为35〇11^/(16(3。比起水平叠加的有 机场效应管，一种复合沟道的有机场效应管场效应特性得到了显著提高。【主权项】1. 一种复合沟道的有机场效应管，由衬底、栅电极、栅介质层、有源层、源漏电极组成并 依次叠加，其特征在于：有源层为复合有源层，它由N型纵向有源层、P型纵向有源层、P型 水平有源层、N型水平有源层构成，通过采用光刻法和掩膜法形成水平、纵向叠加的有源层。2. 根据权利要求1所述的一种复合沟道的有机场效应管，其特征在于：N型纵向有源 层、P型纵向有源层各两层，P型水平有源层、N型水平有源层各一层。3. 根据权利要求1所述的一种复合沟道的有机场效应管，其特征在于：P型纵向有源层 在外侧，N型纵向有源层在内侧。4. 根据权利要求1所述的一种复合沟道的有机场效应管，其特征在于：P型水平有源层 靠近栅电极，N型水平有源层靠近源漏电极。5. 根据权利要求1所述的一种复合沟道的有机场效应管，其特征在于：所述的衬底为 重掺杂硅片。6. 根据权利要求1所述的一种复合沟道的有机场效应管，其特征在于：所述的栅介质 为 SiO207. 根据权利要求1所述的一种复合沟道的有机场效应管，其特征在于：所述的P型纵 向有源层以及P型水平有源层为并五苯层。8. 根据权利要求1所述的一种复合沟道的有机场效应管，其特征在于：所述的N型纵 向有源层以及N型水平有源层为C60。9. 根据权利要求1所述的一种复合沟道的有机场效应管，其特征在于：所述的源、漏电 极为Ag。【专利摘要】本技术公开一种复合沟道的有机场效应管，属于微电子有机器件领域。现阶段水平叠加的有机场效应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合沟道的有机场效应管，由衬底、栅电极、栅介质层、有源层、源漏电极组成并依次叠加，其特征在于：有源层为复合有源层，它由N型纵向有源层、P型纵向有源层、P型水平有源层、N型水平有源层构成，通过采用光刻法和掩膜法形成水平、纵向叠加的有源层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈真，郑亚开，唐莹，韦一，彭应全，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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