本发明专利技术涉及晶体管器件技术领域，尤其涉及一种基于界面增强的有机反双极型晶体管器件及其制备方法，其中，晶体管器件包括衬底和位于衬底上的若干个晶体管单元，晶体管单元至少包括栅电极、单层N型半导体界面诱导层、N型有机半导体层、P型有机半导体层、源极、漏极、输出电极和封装层，本发明专利技术提供的晶体管器件通过设置单层N型半导体界面诱导层，使得器件的电荷转运能力得到显著增强，能有效提高有机反双极型晶体管器的性能，本发明专利技术通过界面增强技术与反双极型异质结技术相结合，从而实现具有高稳定特征的多级逻辑（0，1/2，1），以及三级逻辑反相器设计，使用性能和稳定性均有所提升。使用性能和稳定性均有所提升。使用性能和稳定性均有所提升。
【技术实现步骤摘要】
基于界面增强的有机反双极型晶体管器件及其制备方法
[0001]本专利技术涉及晶体管器件
，尤其涉及一种基于界面增强的有机反双极型晶体管器件及其制备方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着大数据和人工智能领域的快速发展，对集成电路的性能、功耗提出了更高的要求。受制于摩尔定律发展的限制，硅基集成电路的先进制程接近瓶颈，新型的有机反双极型晶体管器件可以突破传统的1比特逻辑（0，1），实现多级逻辑，因此可以显著提高逻辑密度、降低功耗，推动新型下一代集成电路技术的发展，然而，有机反双极型晶体管器件存在器件性能差、稳定性差等问题，亟需解决。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本公开总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于界面增强的有机反双极型晶体管器件及其制备方法，用于解决
技术介绍
中提到的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于界面增强的有机反双极型晶体管器件，包括衬底和位于所述衬底上的若干个晶体管单元，所述晶体管单元包括：栅电极，位于所述衬底上，相邻所述栅电极之间存在间隙；栅介质层，覆盖所有所述栅电极并覆盖暴露于所述栅电极之间的所述衬底顶面；单层N型半导体界面诱导层，位于所述栅介质层上且竖直投影覆盖部分所述栅电极；N型有机半导体层，位于所述单层N型半导体界面诱导层上；P型有机半导体层，包括底段和顶段，所述底段位于所述栅介质层上且竖直投影覆盖所述栅电极剩余部分，所述顶段覆盖部分所述N型有机半导体层且靠近所述底段端部向下延伸并与所述底段连接；源极、漏极和输出电极，所述源极位于所述N型有机半导体层上，所述漏极和所述输出电极间隔设置于所述P型有机半导体层上；封装层，覆盖于所述栅介质层、所述N型有机半导体层、所述P型有机半导体层、所述源极、所述漏极和所述输出电极上。
[0006]另外的，一种基于界面增强的有机反双极型晶体管器件，包括衬底和位于所述衬底上的若干个晶体管单元，所述晶体管单元包括：单层N型半导体界面诱导层，位于所述衬底上；N型有机半导体层，位于所述单层N型半导体界面诱导层上；P型有机半导体层，包括底段和顶段，所述底段位于所述衬底上，所述顶端覆盖部分所述N型有机半导体层且靠近所述底段端部向下延伸并与所述底段连接；
源极、漏极和输出电极，所述源极位于所述N型有机半导体层上，所述漏极和所述输出电极间隔设置于所述P型有机半导体层上；封装层，覆盖于所述衬底、所述N型有机半导体层、所述P型有机半导体层、所述源极、所述漏极和所述输出电极上；栅电极，位于所述封装层上，其竖直投影覆盖于所述N型有机半导体层和所述P型有机半导体层上。
[0007]进一步地，所述栅电极于所述衬底上呈矩阵分布。
[0008]进一步地，所述漏极位于所述底段上，所述输出电极位于所述顶段上。
[0009]进一步地，所述漏极和所述输出电极均位于所述底段上。
[0010]进一步地，所述栅电极的材料为ITO、Au、Al、Cu、Mo、Cr、Ti、W、Ag和Ta中的一种或几种。
[0011]进一步地，所述栅介质层的材料为SiO2、HfO2、SiN、Ta2O5、Al2O3、TiO2、ZrO2、PM、PVP、PMMA、PS、PVA和SAM中的一种或几种。
[0012]进一步地，所述单层N型半导体界面诱导层的材料为7,7,8,8
‑
四氰基醌二甲烷、四氰基喹啉二甲烷、萘四羧酸的二酸酐和二酰亚胺、三噻吩、ComPouNd 6二氰亚甲基、[6,6]－苯基－C61－丁酸异甲酯、N,N'
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二苯基
‑
3,4,9,10
‑
苝四羧基二酰亚胺、N,N'
‑
二(3
‑
氟代苯基)
‑
3,4,9,10
‑
苝四羧基二酰亚胺、C60、3,4,9,10
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苝四羧酸二酐、N,N
’‑
二苯基
‑
3,4,9,10
‑
苝四羧酸二胺、四氰基二甲基醌、1,4,5,8
‑
萘四羧酸二酐、1,4,5,8
‑
萘四羧酸二胺、11,11,12,12
‑
四氰基二甲基萘醌、四甲基四硒代富瓦烯、萘酰亚胺、三氟甲基三苯二噁嗪化合物5、萘酰亚胺、苝酰亚胺、PTCDIF
‑
CN2、DFPCO4T、全氟酞菁铜、二吲哚吡嗪二酮4、三氟甲基三苯二噁嗪化合物5中的一种或几种。
[0013]进一步地，所述N型有机半导体层由N型有机半导体材料构成。
[0014]进一步地，所述P型有机半导体层由P型有机半导体材料构成。
[0015]进一步地，所述源极、所述漏极和所述输出电极采用相同或不同材料，均来源于ITO、Au、Ag、Mo、Al、Cu、Cr、Ti、Mg或Ca中的一种或几种。
[0016]本专利技术还公开了一种基于界面增强的有机反双极型晶体管器件的制备方法，包括如下步骤：S1：利用光刻或者掩模版技术，在衬底上采用热蒸发或者电子束蒸发生长50
‑
100栅电极；S2：通过ALD方式沉积栅介质层；S3：利用旋涂工艺和热退火处理制备单层N型半导体界面诱导层；S4：利用掩膜版和热蒸发工艺在单层N型半导体界面诱导层上制备N型小分子有机薄膜作为N型有机半导体层；S5：利用热蒸发工艺制备P型有机小分子薄膜作为P型有机半导体层；S6：利用热蒸发和掩膜版工艺制备源极、漏极和输出电极；S7：制备封装层。
[0017]另外的，本专利技术还公开了一种基于界面增强的有机反双极型晶体管器件的制备方法，包括如下步骤：S1：利用旋涂工艺和热退火处理制备单层N型半导体界面诱导层；
S2：利用掩膜版和热蒸发工艺在单层N型半导体界面诱导层上制备N型小分子有机薄膜作为N型有机半导体层；S3：利用热蒸发工艺制备P型有机小分子薄膜作为P型有机半导体层；S4：利用热蒸发和掩膜版工艺制备源极、漏极和输出电极；S5：制备封装层；S6：利用光刻或者掩模版技术，在衬底上采用热蒸发或者电子束蒸发生长50
‑
100栅电极。
[0018]本专利技术的有益效果为：通过设置单层N型半导体界面诱导层，使得器件的电荷转运能力得到显著增强，能有效提高有机反双极型晶体管器的性能，本专利技术通过界面增强技术与反双极型异质结技术相结合，从而实现具有高稳定特征的多级逻辑（0，1/2，1），以及三级逻辑反相器设计，该方案中还利用封装层来提高器件的空气水氧稳定性，从而获得了稳定、优化的晶体管。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于界面增强的有机反双极型晶体管器件，包括衬底和位于所述衬底上的若干个晶体管单元，其特征在于，所述晶体管单元包括：栅电极，位于所述衬底上，相邻所述栅电极之间存在间隙；栅介质层，覆盖所有所述栅电极并覆盖暴露于所述栅电极之间的所述衬底顶面；单层N型半导体界面诱导层，位于所述栅介质层上且竖直投影覆盖部分所述栅电极；N型有机半导体层，位于所述单层N型半导体界面诱导层上；P型有机半导体层，包括底段和顶段，所述底段位于所述栅介质层上且竖直投影覆盖所述栅电极剩余部分，所述顶段覆盖部分所述N型有机半导体层且靠近所述底段端部向下延伸并与所述底段连接；源极、漏极和输出电极，所述源极位于所述N型有机半导体层上，所述漏极和所述输出电极间隔设置于所述P型有机半导体层上；封装层，覆盖于所述栅介质层、所述N型有机半导体层、所述P型有机半导体层、所述源极、所述漏极和所述输出电极上。2.一种基于界面增强的有机反双极型晶体管器件，包括衬底和位于所述衬底上的若干个晶体管单元，其特征在于，所述晶体管单元包括：单层N型半导体界面诱导层，位于所述衬底上；N型有机半导体层，位于所述单层N型半导体界面诱导层上；P型有机半导体层，包括底段和顶段，所述底段位于所述衬底上，所述顶端覆盖部分所述N型有机半导体层且靠近所述底段端部向下延伸并与所述底段连接；源极、漏极和输出电极，所述源极位于所述N型有机半导体层上，所述漏极和所述输出电极间隔设置于所述P型有机半导体层上；封装层，覆盖于所述衬底、所述N型有机半导体层、所述P型有机半导体层、所述源极、所述漏极和所述输出电极上；栅电极，位于所述封装层上，其竖直投影覆盖于所述N型有机半导体层和所述P型有机半导体层上。3.根据权利要求1或2所述的基于界面增强的有机反双极型晶体管器件，其特征在于，所述栅电极于所述衬底上呈矩阵分布。4.根据权利要求3所述的基于界面增强的有机反双极型晶体管器件，其特征在于，所述漏极位于所述底段上，所述输出电极位于所述顶段上。5.根据权利要求3所述的基于界面增强的有机反双极型晶体管器件，其特征在于，所述漏极和所述输出电极均位于所述底段上。6.根据权利要求3所述的基于界面增强的有机反双极型晶体管器件，其特征在于，所述栅电极的材料为ITO、Au、Al、Cu、Mo、Cr、Ti、W、Ag和Ta中的一种或几种。7.根据权利要求3所述的基于界面增强的有机反双极型晶体管器件，其特征在于，所述栅介质层的材料为SiO2、HfO2、SiN、Ta2O5、Al2O3、TiO2、ZrO2、PM、PVP、PMMA、PS、PVA和SAM中的一种或几种。8.根据权利要求3所述的基于界面增强的有机反双极型晶体管器件，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜赛，彭立超，杜晓松，顾健晖，严琰，陈佳树，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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