双极型有机场效应管制造技术

本发明专利技术涉及一种双极型有机场效应管，包括衬底、栅极、栅介质层、N型有源层、P型有源层、源极和漏极，其中N型有源层和P型有源层并排交叉排列在源漏电极和栅介质层之间组成纵向叠层结构。该结构使N型有源层和P型有源层交界面处激子离解充分，提高有机双极型场效应管中电子和空穴的载流子迁移率。因此本发明专利技术能有效提高双极型有机场效应管的性能。

Bipolar organic field effect transistor

The invention relates to a bipolar organic field effect transistor, which comprises a substrate, a gate, a gate dielectric layer, an N-type active layer, a P-type active layer, a source and a drain. The N-type active layer and a P-type active layer are arranged side by side and cross-arranged between the source and drain electrodes and a gate dielectric layer to form a longitudinal laminated structure. The structure makes the exciton dissociate sufficiently at the interface of N-type active layer and P-type active layer, and improves the carrier mobility of electrons and holes in organic bipolar field effect transistors. Therefore, the invention can effectively improve the performance of the bipolar organic field effect transistor.

【技术实现步骤摘要】
双极型有机场效应管
本专利技术属于固体电子器件
，尤其涉及一种纵向叠层结构的双极型有机场效应管。
技术介绍
双极型有机场效应管通常由衬底、栅极、栅介质层、N型有源层、P型有源层、源极和漏极组成。大部分N型有源层和P型有源层为水平叠加，即N型有源层位于栅介质和P型有源层之间或者P型有源层位于栅介质层和N型有源层之间，我们称这种结构的双极型有机场效应管为水平叠加结构的双极型有机场效应管。同时，大部分有机半导体材料属于单载流子传输型，即它对一种类型的载流子迁移率远远大于对另一种类型载流子的迁移率。通常电子迁移率远远大于空穴迁移率的材料称为电子传输型材料，即N型材料，而空穴迁移率远远大于电子迁移率的材料称为空穴传输型材料，即P型材料。在有机半导体中，电子在最低未占据轨道(lowestunoccupiedmolecularorbital)-(LUMO)上传输，而空穴在最高已占据轨道(highestoccupiedmolecularorbital)-(HOMO)上传输。双极型有机场效应管通常采用底栅顶接触、底栅底接触、顶栅顶接触、顶栅底接触四种结构。在底栅底接触结构中，源漏电极位于有机半导体层和绝缘层之间，可以通过光刻工艺图形化源漏电极，因此沟道长度可以做到1μm以下。在底栅顶接触结构中，有机半导体层淀积在绝缘层之上，在有机半导体层上面再生长金属电极形成源漏电极，顶接触结构的器件由于电极与有机层接触良好，因此具有非常好的性能。在顶栅顶接触和顶栅底接触结构中，栅极是最后淀积上去的，而有机半导体层被衬底和绝缘层以及电极包裹，器件在空气中非常稳定。与无机场效应管相比，有机双极型场效应管可以传输两种载流子，具有便于提高集成度、材料众多易于调节性能、可以大面积低成本制造等优点。双极型有机场效应管的两个重要的特性是：在正栅压下传输电子载流子和在负栅压下传输空穴载流子。在常规双极型有机场效应管，即水平叠加结构的双极型有机场效应管中，N型有源层和P型有源层交界面处激子离解不充分，电子和空穴的载流子迁移率往往太低。这些缺点的存在严重阻碍了有机双极型场效应管的商用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服以上有机双极型场效应管的不足，提出一种纵向叠层结构的双极型有机场效应管，以使N型有源层和P型有源层交界面处激子离解充分，提高有机双极型场效应管中电子和空穴的载流子迁移率。本专利技术的技术方案首先，在源漏电极和栅介质之间，N型有源层和P型有源层采用纵向叠层结构，即N型有源层和P型有源层并排交叉排列在源漏电极和栅介质层之间。其次，一种纵向叠层结构的双极型有机场效应管采用底栅底接触结构。再次，纵向叠层结构为3层N型有源层与2层P型有源层并排交叉排列或者2层N型有源层与3层P型有源层并排交叉排列。依据上述技术思路专利技术的一种纵向叠层结构的双极型有机场效应管包括衬底、栅极、栅介质层、N型有源层、P型有源层、源极和漏极，其中N型有源层和P型有源层并排交叉排列在源漏电极和栅介质层之间组成纵向叠层结构。附图说明图1是3层N型有源层与2层P型有源层并排交叉排列在源漏电极和栅介质层之间时本专利技术示意图；图2是2层N型有源层与3层P型有源层并排交叉排列在源漏电极和栅介质层之间时本专利技术示意图。具体实施方式实施例一以重掺杂n+-Si/SiO2为栅极/栅介质层，并兼做衬底，C60为N型有源层，并五苯为P型有源层，采用底栅底接触结构的本专利技术制备过程如下：1)用标准工艺清洗n+-Si/SiO2衬底；2)用光刻法在n+-Si/SiO2衬底上制备3层间隔排列的C60作为N型有源层；3)用光刻法在3层N型有源层间隙制备2层并五苯作为P型有源层；4)用真空蒸发法在并排交叉排列的N型有源层和P型有源层上制备金属薄膜(如金)作为源漏电极，沟道长度和电极面积通过掩膜版限定；5)将制作的器件封装。实施例二以重掺杂n+-Si/SiO2为栅极/栅介质层，并兼做衬底，C60为N型有源层，并五苯为P型有源层，采用底栅底接触结构的本专利技术制备过程如下：1)用标准工艺清洗n+-Si/SiO2衬底；2)用光刻法在n+-Si/SiO2衬底上制备3层间隔排列的并五苯作为P型有源层；3)用光刻法在3层P型有源层间隙制备2层C60作为N型有源层；4)用真空蒸发法在并排交叉排列的P型有源层和N型有源层上制备金属薄膜(如金)作为源漏电极，沟道长度和电极面积通过掩膜版限定；5)将制作的器件封装。以上所述实施例仅表达了本专利技术的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。因此，本专利技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双极型有机场效应管，其特征在于它由衬底、栅极、栅介质层、N型有源层、P型有源层、源极和漏极组成，且N型有源层和P型有源层并排交叉排列在源漏电极和栅介质层之间组成纵向叠层结构，使N型有源层和P型有源层交界面处激子离解充分，提高有机双极型场效应管中电子和空穴的载流子迁移率。

【技术特征摘要】
1.一种双极型有机场效应管，其特征在于它由衬底、栅极、栅介质层、N型有源层、P型有源层、源极和漏极组成，且N型有源层和P型有源层并排交叉排列在源漏电极和栅介质层之间组成纵向叠层结构，使N型有源层和P型有源层交界面处激子离解充分，提高有机双极型场效应管中电...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪越，
申请(专利权)人：仪征市坤翎铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32